hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反射制御による危険回避機能を持つ福祉機械用パワーアシストシステムの開発

本研究では歩行子を適用対象とし,歩行面の凹凸により生じる急激な負荷変動だけでなく,予期せぬ急激な負荷変動に対応でき,なおかつエネルギー効率に優れたアシスト技術を開発することを目的とし,本年度は人間とアシストするアクチュエータの二つの動力を結合する方法として,(1)二つの動力の間にトルクは従属であるが速度が独立な結合方法,(2)トルクは独立であるが速度が従属な結合方法,(3)アクチュエータを二つ用いることでこれら二つの結合方法を組合せた方法について,それぞれ最適な制御方法を検討するとともに,歩行椅子の加速・減速や定常歩行中等の様々の駆動条件に対する最適な動力結合方法と制御方法について検討した.また,人間のクランク駆動特性として,クランクの角度に対する人間の駆動力の大きさの関係を実験的に把握し,これが周期的であることから,この駆動力の変化と歩行椅子の負荷変化を対応させることでアクチュエータのエネルギー消費を抑える方法について検討した.さらに摩擦やがた等の不確定性の影響の小さい駆動系の設計を行い,実験装置の修正を行うとともに,これら不確定性を含む系に対して強化学習を適用することで安定した制御を実現する方法について検討した.危険回避機能については,負荷変動をその要因が歩行面凹凸によるものと周囲の環境との予期せぬ接触によるものとの判別を含めて高速かつ高精度に検出する方法として生物の反射運動の考えに基づく反射制御の適用について検討を行った.福祉用機械として歩行椅子を適用対象とし,脚の運動および歩行面の凹凸により生じる急激な負荷変動だけでなく,予期せぬ急激な負荷変動に対応できるパワーアシスト技術を開発することを目的とし,本年度はそのパワーアシスト駆動系の基礎的な検討を行った.まず,歩行実験により歩行速度,加速度,脚質量,歩行面の凹凸状態と負荷トルクの関係を把握した.次に,実際に歩行椅子を駆動するのではなく,固定した椅子に座った人間がパウダーブレーキとサーボボモータにより発生した負荷に対してクランクを回転する基礎実験装置を製作し,運動強度とアンケートによる主観的評価による疲労の評価により最大動力を得られるトルクと角速度を把握した.そして,歩行椅子の負荷変動に対して移動速度および人間の操作感の変動が小さくなるパワーアシスト駆動系として,負荷トルクと人間の発生トルクに独立関係があり出力軸とクランク入力軸の角速度に比例関係を有する機構を用いることを提案し,具体的に歯車列を用いた駆動系を提案した.さらに,負荷トルク変動の影響を受けず定常歩行において一定の速度で駆動でき,使用者により駆動トルク・角速度を容易に設定できるパワーアシスト制御則として,内部に仮想的な粘性摩擦を有する回転慣性系を有する制御則を提案し,上述の最大動力の得られる条件で駆動できる制御パラメータ決定法を提案した.最後に,実験により提案したパワーアシスト駆動系によりパワーアシストを行うことでこれを行わない場合と比較して駆動トルク,角速度の変動を小さく抑えることができ,また,それらの平均値もほぼ目標値と一致させることができることを明らかとした.本研究では歩行子を適用対象とし,歩行面の凹凸により生じる急激な負荷変動だけでなく,予期せぬ急激な負荷変動に対応でき,なおかつエネルギー効率に優れたアシスト技術を開発することを目的とし,本年度は人間とアシストするアクチュエータの二つの動力を結合する方法として,(1)二つの動力の間にトルクは従属であるが速度が独立な結合方法,(2)トルクは独立であるが速度が従属な結合方法,(3)アクチュエータを二つ用いることでこれら二つの結合方法を組合せた方法について,それぞれ最適な制御方法を検討するとともに,歩行椅子の加速・減速や定常歩行中等の様々の駆動条件に対する最適な動力結合方法と制御方法について検討した.また,人間のクランク駆動特性として,クランクの角度に対する人間の駆動力の大きさの関係を実験的に把握し,これが周期的であることから,この駆動力の変化と歩行椅子の負荷変化を対応させることでアクチュエータのエネルギー消費を抑える方法について検討した.さらに摩擦やがた等の不確定性の影響の小さい駆動系の設計を行い,実験装置の修正を行うとともに,これら不確定性を含む系に対して強化学習を適用することで安定した制御を実現する方法について検討した.危険回避機能については,負荷変動をその要因が歩行面凹凸によるものと周囲の環境との予期せぬ接触によるものとの判別を含めて高速かつ高精度に検出する方法として生物の反射運動の考えに基づく反射制御の適用について検討を行った.
地域社会における相談サービスの需要と供給システム-司法過疎地における滞在型調査

本研究は、主に都市部においてその実態が研究されてきた弁護士や司法書士なとの法律家が島嶼部や農村などの小規模地域社会においてどのようにサービスを供給しているか、また、それらと地域社会に存在するさまざまな相談サービスの関係、さらに、人々がそれらを選択する要因やニーズを探ることにある。採用する材料は、離島地域におけるフィールドワークにもとづく経験的資料である。平成18年度から、弁護士利用パターン(調査地において「知り合いの別の場所にいる弁護士」が多く利用されるという)に着目し分析をすすめてきた。これは、人々が法的助言および法的サービスをどのように探索し獲得するのかについてひとつの説明になると考えられる。調査地においては、地域社会における文化的、社会的、経済的要因からパターンが生成され、私的なつながり、とりわけ地緑、血緑のネットワークを重視する地域性が重要であると考えられる。平成19年度は、これら前年度までに実施してきた研究において得られた知見をまとめ、日本法社会学会(5月13日)において「地域社会における法的助言の獲得-離島地域にみる弁護士利用パターン」として口頭報告を、同年7月27日のResearch Committee on Sociology of Law(独・フンボルト大学)において「Seeking Legal Advicein Rural Areas of Japan」として口頭報告を実施した。その後、平成20年3月に論文"Seeking Legal Advice in Rural Areas of Japan: The Recent Changes in Legal Networks"として、KOBE UNIVERSITY LAW REVIEWの41巻(17-36頁)に公表した。本研究計画は、主に都市部において実態が研究されてきた弁護士や司法書士などの法律家と島嶼部、農村などの非都市部に代表される小規模地域社会との関係を法的サービスの供給や需要ニーズから探ることにある。平成18年度は、平成15年より継続実施してきたフィールドワークにもとづく経験的資料(於:沖縄県石垣市)を考察の材料とし、弁護士利用において観察されたあるパターンに着目し分析をすすめた。調査地において「知り合いの(地元出身で)別の場所にいる弁護士」が多く利用されるというパターン生成を解明することは、人々が法的助言および法的サービスをどのように探索し獲得するのかについてひとつの説明になると考えられる。そこで、地域社会の背景にある諸要因について文化的、社会的、経済的要因から検討をおこない、以下のような仮説を設定した。第一に、私的なつながり、とりわけ地縁、血縁のネットワークを重視する地域性がパターン生成に影響を与えていると考えられるが、同郷的結合といわれる「郷友会」の実態から説明可能ではないか。この点について、調査地と弁護士の供給元地域における郷友会の実態や背景について、数度にわたる文献調査(国会図源館における郷土誌、地方新聞の悉皆調査)を実施した。第二に、調査地のような伝統的地域社会にみられる互助慣行の存在である。ユイに代表されるような互助行為は調査地のような島嶼社会に特有なものということもできる。第三に、島嶼性がサービスの供給、購買にもたらす複合的要因、とりわけ生活圏域と購買、消費行動がパターン生成の一要因となりうるのではないか。考えられる論点は、島民がどれほどの頻度で島外、本土あるいは本島主要部市へ高次のサービスや買回り品購入のために転出するものか。また、法的サービスの購入や利用が高次のサービス・財の購入とどれほど差別されるものであるか等であり、仔細な分析は次年度の課題である。
細菌表層の蛋白質層の分子構築、免疫化学的性状および生物活性に関する研究

1抗生剤投与に伴う偽膜性腸炎の起炎菌であるClostridium difficileの細胞壁外層にはほぼ正方形状の規則的配列構造(RA)が存在し、それは菌株により分子量が45kDaと32kDa、または42kDaと38kDaの2種類の蛋白質から構成されていることを明らかにした。RA画分を8M尿素または4M塩酸グアニジン(GHCl)で抽出し、その遠心上清をCa^<2+>含有中性緩衝液中で透析すると、もとと同様なRAが再構成し、この場合Ca^<2+>の存在が必須であった。32kDa蛋白をリン酸塩緩衝食塩水で抽出後、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過、クロマトフォーカシングなどにより精製し、その抗体を調製した。32kDa蛋白はシスティンを欠く酸性蛋白で、その特異抗体はイムノブロット法で32kDa蛋白をもつ菌株に共通抗原性を示すものと示さない菌株があった。45kDa蛋白は不安定で精製過程で分解され易く、抗原性も弱かった。これら両蛋白共にプロティンAー金コロイド法により細胞壁外層に均等に局在することが免疫電顕的に観察された。本菌のHeLa細胞への付着には32kDa蛋白が直接関与していることがわかった。42kDa、38kDa蛋白も単離され、その免疫化学的性状の相違も判明した。2 Lactobacillus acidophilusはDNA相同性により群別されているが、細胞壁外層に四角形状のRAが存在するものはすべてA群に属し、その構成RA蛋白の分子量は4148kDaであり、V8プロテアーゼによる限定分解後のペプチドマップによりさらに4亜群に分けられ、さらにRA蛋白に対する抗体を用いたイムノブロット法で細別される可能性が示された。3 E型ボツリヌス菌の細胞壁外層には平行線条を呈するRAが存在し、4MCHClまたは6M尿素で可溶化され、中性緩衝液に透析すると円柱状構造を呈するRAが再構成された。このRA再構成物は90、60、25kDa蛋白を主に含み、単離したこれら蛋白に対する抗体を用いた免疫電顕法により、細胞壁外層にこれら蛋白が局在することが示された。2.抗生剤投与に伴う偽膜性腸炎の起炎菌として注目されているClostridium difficileの細胞壁外層にはほぼ正方形のRAが存在し,それは菌株による分子量が45,00047,000(45K47K)と32,000(32K)または42Kと38Kの2種類の蛋白から構成されている. RA画分を4M塩酸グアニジン(GHCl)で抽出し,その遠心上清をCa^<2+>

含有中性緩衝液中で透析しGHClを除くともとと同様なRAが再構成した. 32K蛋白をリン酸塩緩衝食塩水で抽出後,イオン交換クロマトグラフィー,ゲル瀘過,クロマトオォーカシングにより精製し,その抗体を調製した. 32K蛋白はシスティンを欠く酸性蛋白で,その特異抗体はイムノブロット法で32K蛋白をもつ菌株に共同抗原性を示すものと示さない菌株があった. 45K蛋白は不安定で精製過程で分解され易く,抗原性も弱かった.これら両蛋白共にプロティンAー金コロイド法により細胞壁外層に均等に局在することが免疫電顕的に観察された.本菌のHeLa細胞への付着には32K蛋白が直接関与していることが示された.3.E型ボツリヌス菌の細胞壁外層には平行線条を呈するRAが存在し, 4MGHClまたは6M尿素で可溶化され,中性緩衝液に透析すると円柱状構造を呈するRAが再構成され, SDSーPAGEで90, 60, 25K蛋白バンドが見られた.ヨウ素ラベルすると90Kと60K蛋白のみが標識され,これら蛋白が露出していることが示され,またこれら蛋白の抗体を用いた免疫電顕法で細胞壁外層にこれら蛋白の局在が示された.1)抗生剤投与に伴う偽膜性腸炎の起炎菌であるClostridium difficileの菌胞壁外層にはほぼ正方形状の規則的配列構造(RA)が存在し、それは菌株により分子量が45kDaと32KDa、または42kDaと38kDaの2種類の蛋白質から構成されていることを明らかにした。RA画分を8M尿素または4M塩酸グアニジン(GHCl)で抽出し、その遠心上清をCa^<2+>含有中性緩衝液中で透析するともとと同様なRAが再構成し、この場合Ca^<2+>の存在が必須であった。32kDa蛋白をリン酸塩緩衝食塩水で抽出後、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過、クロマトフォーカシングなどにより精製し、その抗体を調製した。32kDa蛋白はシスティンを欠く酸性蛋白で、その特異抗体はイムノブロット法で32kDa蛋白をもつ菌株に共通抗原性を示すものと示さない菌株があった。45kDa蛋白は不安定で精製過程で分解され易く、抗原性も弱かった。これら両蛋白共にプロティンAー金コロイド法により細胞壁外層に均等に局在することが免疫電顕的に観察された。本菌のHeLa菌胞への付載には32kDa蛋白が直接関与していることがわかった。42kDa、38kDa蛋白も単離され、その免疫化学的性状の相違も判明した。2) Lactobacillus acidophilusはDNA相同性により群別されているが、細胞壁外層に四角形状のRAが存在するものはすべてA群に属し、その構成RA蛋白の分子量は4148kDaであり、V8プロテアーゼによる限定分解後のペプチドマップによりさらに4亜群に分けられ、さらにRA蛋白に対する抗体を用いたイムノブロット法で細別される可能性が示された。3) E型ボツリヌ菌の細胞壁外層には平行線条を呈するRAが存在し、4MGHClまたは6M尿素で可溶化され、中性緩衝液に透析すると円柱状構造を呈するRAが再構成された。このRA再構成物は90、60、25kDa蛋白を主に含み、単離したこれら蛋白に対する抗体を用いた免疫電顕法により、細胞壁外層にこれら蛋白が局在することが示された。
鶏の主要組織適合遺伝子に関する分子遺伝学的研究

血清学的判定によりB^<21>遺伝子をホモに持つ3系統、GSP,GSN,Fs系統を用いて、それぞれの血球から抽出したcDNAを制限断片長多型(RFLP)分析により遺伝子構造の解析を行なった。また、検出された遺伝子構造の違いと免疫能力との関係を明らかにするため、体液性免疫としての抗体産生能と細胞性免疫としての移植片対宿主反応(GVHR)を用いて遺伝子の構造と機能との関係について系統ごとの比較を行なった。この他に、特別天然記念物の尾長鶏についてもBシステムのRFLP分析による遺伝学的解析を行なった。得られた結果を以下に要約する。(1)ブルセラ菌に対する抗体産生能はFs系統がGSP及びGSN系統より有意に高い抗体価を示した。(2)GVHR能についても、Fs系統がGSP及びGSN系統より有意に高い脾腫指数を示した。(3)B領域のうち、B-G領域では全ての系統で同じRFLPパターンを示し変異は見られなかったが、B-F及びB-L領域では系統ごとに特有のバンドパターンを示し、RFLPパターンを用いて系統を識別できることを明らかにした。(4)GSP系統では、B-F及びB-L領域のRFLPパターンに個体差が見られ、3つのタイプに分けることができた。3つのタイプにはGVHR能にタイプ間で有意な差が認められれた。(5)3つのタイプ間で交配試験を行なった結果、3種のバンドパターンは2種のホモ型バンドとそれらのヘテロ型からなると推測された。(6)尾長鶏のB-G領域は血清学的判定と矛盾する個体が見られ、系統の造成過程で遺伝的に異なる幾つかの集団が何度かにわたって交配された可能性を示唆しているものと思われた。
デザイン導入がものづくり産地に与える影響に関する調査研究

今年度は、調査対象の6産地を訪ね、現地での聞き取り調査を行った。メーカー、デザイナー、問屋、行政機関、流通、情報発信など、産業に関わるさまざまな立場や職種の方々に話を聞くことができた。どの産地も生産や売上げの減少、少子高齢化による人口減少という社会環境の変化のなかで、伝統技術を伝えながらどのように生産性を上げ、後継者を育てるかなどの課題を抱えていた。各産地では、デザインを導入して新製品を開発、ネット活用による新しい流通形態や情報発信に取り組み、さらに産地やものづくりと観光を結びつけ、まちづくりと連携した展開を模索するなどさまざまな工夫をしている姿が見えてきた。また、産地による違いと共通点も明らかになってきた。特に、デザイン導入の進み具合が産地のよって違いがあることがわかった。社外デザイナー、社内デザイナーによる違いや、どこまで踏み込んでデザインを活かしているかなど、今後の分析のヒントになるような話がたくさん聞けた。研究対象産地は、以下の6産地繊維/富士吉田・西桂(山梨県)、和紙/美濃(岐阜県)、木工/旭川(北海道)、漆器/山中温泉(石川県)、金属/高岡(富山県)、陶磁器/瀬戸(愛知県)当初は、2年間で6産地を調査する予定であったが、予想以上に産地調査が進み、1年間で6産地を調査することができた。今年度は、調査した内容を分析するために時間を使い、調査が足りなていない産地の追加調査、また、違う角度からの情報収集などをおこなうことで、産地へのデザイン導入の効果的な方法を探っていく。今年度、予定した調査が予想以上に順調に進み、途中、前倒しで調査の費用を計上したが、最終的には、予定よりも経費が削減できため繰越金額が発生した。翌年度については、今年度、実施できなかった調査と、追加の調査、調査結果の分析を行う予定です。
その場TEM観察法を用いたLi過剰層状正極の容量増加メカニズムの解明

本研究は、“その場"TEM観察法を用いた、リチウムイオン電池正極の高容量へ繋がる原子構造解明を目的にする。Li過剰層状正極材料は、高い電位での構造変化が起きることで活性化され、既存正極の2倍もなる容量を示すことで注目されている。しかし、この活性化過程で起こる構造変化はまだ未知である。本研究は、電子顕微鏡の中でLi過剰層状正極を活性化しながら同時に構造変化を観察し、そのメカニズムを明らかにすることを目標とした。メカニズムの解明によって、より多い容量への活性化につながる高容量正極開発への寄与が期待される。本研究は、(1)Li過剰層状正極を用いたナノ電池の開発と(2)活性化過程での“その場"観察という2ステップで推進する。平成27年度は(1)ナノ電池の開発を中心的に進めた。パルスレーザーデポジション(PLD)法を用いて、Li過剰層状正極材料であるLi2RuO3結晶薄膜を正極にし、Li3PO4固体電解質、In金属負極をもつ薄膜型全個体電池を作製した。作製された全個体電池は、さらに集束イオンビーム(FIB)加工でTEM観察用断面サンプリングされ、その両極にナノ電線で繋ぐことで、TEMの中で充放電できるナノ電池として作製された。作製されたナノ電池は、その場観察用TEMホルダーに装着され、電子顕微鏡の中でサイクリックボルタメトリー法で電気化学特性を調べた。その結果、Li2RuO3の充放電電位に相当するところで充放電ピークが現れ、充放電可能なナノ電池の作製に成功した。今現在は、内部ショットがなく再現性高いナノ電池の作製を進めている。このナノ電池は、充放電可能な二次電池であり、かつ電子顕微鏡で観察可能であるため、その場観察を用いたLi過剰層状正極材料の活性化過程の構造変化解明が期待できる。
カトマンズ盆地の都市の空間構成と計画理念に関する研究

カトマンズ盆地の都市計画原理に関してこれまでに予備的に得られた知見を基に、最終的にパタンの分析に集中した。そして、カトマンズ盆地の都市を理解するためのかなりの新たな知見を得ることができた。特に、計画寸法について、ティミに関する研究(M.パント;学位請求論文)での知見をもとに、パタンを体系的に解析したことは大きな成果であると考える。解析は、建築のディテールから都市構成に至るまで、(1)街区の分割、(2)中庭式居住区の空間組織と敷地分割、(3)宮殿および仏教僧院の配置、(4)仏教僧院の建物の、柱の比例分割の各レヴェルについて行った。パタンにおける寸法体系は、基本的にダンダdandaあるいはラジュrajjuがモデュールとして用いられ、カウティリアKautilyaの『アルタシャストラArthasastra』に書かれている体系に対応しているといっていい。また、パタンについては、市の境界4カ所に建てられているストゥーパの位置をめぐって興味深い幾何学的秩序を明らかにした。全体は、仏教における重要なシンボルであるスワスティカSwastikaのパターンを表していることが明らかになった。カトマンズ盆地の都市の計画性について、その体系をほぼ明らかにしたことは本研究の成果である。そしてさらに、この体系は、南インドの古代都市、ガンダーラのタキシラTaxilaやインダス峡谷のモヘンジョダロMohenjodaroでも用いられていた可能性がある。モヘンジョダロについて解析を試みたがかなりの類似性がある。カトマンズ盆地とインダス文明との関係を明らかにしたのはおそらく初めてである。今後は、アジア全体に視野を広げた研究が大きな課題になる。カトマンズ盆地に分布する全ての都市の航空写真を始め、ネパールHMGの国土測量局(Department of Land Survey)作成のハディガオンとパタンの地籍図など、研究テーマである盆地の都市に関する信頼性の高い資料を入手した。次に、詳細な研究の対象としてパタンを選定し、複数の特徴的街区において社会構成に着目した一連の調査をおこなった。地籍図はコンピュータに取り込んだ上でトレースをし、データのデジタルをおこなっている。パタンの地籍図と周辺地域の航空写真の予備的な分析から、市街地と周辺部の農地とは同一のモジュールに基づく土地割がされていることが分かった。市街地に見られる土地割は、ティミにおいておこなった先行研究と一致するものであった。ティミはカトマンズとバクタプルの中間に位置する都市である。日本建築学会計画系論文集(J. of Arch. Environ. Plann. and Engg. ofJIA)において、ティミの都市計画とパタン市の街区割とを分析した論文を投稿した。論文はパタンの旧市街の人口の大部分を占めるブディスト・コミュニティの街区を対象としている。研究から、街区は街区を単位とするグリッドシステムの基に計画されていることが分かった。その寸法はティミで確かめられたのと同様に、カウティリヤのアルタシャーストラに記された寸法体系に合致するものであった。街区には矩形の中庭(コートヤード)が特徴的形式として採り入れられている。中庭の寸法は市街地の土地割に基づくものである。中庭中央に位置する寺院と、中庭から延びる軸線によって中庭の持つ中心的機能が強調されている。本研究では、パタンのブディスト・コミュニティの街区の計画原理を成す土地割の形式を見いだすことができた。本研究の意義はパタンにおける都市計画の存在を示唆したことである。本研究はまた、今後より詳細な分析をおこなう上での基礎的研究として位置づけられる。街区のスケールと構成要素の配置に着目して都市計画理念を明らかにする本研究のアプローチは、カトマンズ盆地のみならず、南アジア地域の歴史的都市における初めての試みである。本研究の準備作業として、既往の研究の収集を通して南アジア地域の都市であるジャイプルや、シルカップ、モヘンジョダロのようなインダス河流域の考古学的遺跡との比較研究もおこなっている。その成果は、今後カトマンズ盆地の都市の研究を進めてゆく上で有効な示唆を与えるものと期待される。

モヘンジョダロについて解析を試みたがかなりの類似性がある。カトマンズ盆地とインダス文明との関係を明らかにしたのはおそらく初めてである。今後は、アジア全体に視野を広げた研究が大きな課題になる。
ヨウ素を有機酸化触媒に用いるエーテル類の不斉合成

当研究室では、in situで調製される次亜ヨウ素酸塩を触媒に用いる環境調和型酸化的カップリング反応の開発に取り組んでいる。今回、本触媒システムを用いるヒドロキシケトンのエナンチオ選択的酸化的環化反応による2-アシルテトラヒドロフランの不斉合成を検討した。その結果、酸化剤にクメンヒドロペルオキシドを用いることで反応が進行するようになり、目的生成物を高い化学及び不斉収率が得ることに成功した。また、塩基を添加することで触媒量を2 mol%に低減でき、グラムスケールでも問題なく反応が進行した。更に、本反応の生成物を、様々な医薬品の合成中間体であるテトラヒドロフラン-2-カルボン酸に光学純度を損なうことなく合成することに成功した。本反応は、副生成物が水と酸化剤由来のアルコールのみであり、穏和な条件下で反応が進行する等、環境低付加型酸化反応である(Uyanik, Hayashi, Iwata, Ishihara Chem. Lett. 2016, 45, 353.)。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
造血器腫瘍における核内チロシンキナーゼによるエピジェネティック制御機構の解明

Ablチロシンリン酸化酵素の恒常活性型変異は慢性骨髄性白血病(CML)の原因となる。我々は、Ablによるチロシンリン酸化が、グローバルヒストン脱アセチル化を伴い、ヒストン脱アセチル化酵素1を安定化させることを見出した。また、JAK2チロシンリン酸化酵素の恒常活性型変異体JAK2V617Fは骨髄増殖性腫瘍(MPN)患者で見られるが、JAK2J617Fがポリコーム抑制複合体2と協調して、ヒストンH3リジン27トリメチル化やアセチル化を制御することが分かった。以上で示したチロシンリン酸化酵素によるヒストン修飾制御がCMLやMPNにおいて重要な役割を担っているものと考えられる。チロシンキナーゼの活性型変異体であるBcr-AblやJAK2V617Fは、シグナルの過剰な活性化を介して造血器腫瘍の発症に関与する。これまでの我々の研究から、核内Ablチロシンキナーゼがグローバルにヒストン脱アセチル化を誘導することがわかっている(Aoyama et al., Exp. Cell Res., 2011, 2013)。このような中、我々は、Ablチロシンキナーゼの核内基質としてヒストン脱アセチル化酵素1(HDAC1)を同定した。また、c-Ablは、HDAC1のタンパク質レベルでの安定化に関わることも見出した。今回我々が示したHDAC1のチロシンリン酸化および安定化は、BcrAblチロシンキナーゼによる造血器腫瘍の発症機構の一端を担っているものと期待される。一方で、活性化型JAK2チロシンキナーゼ(V617F)が核内に移行し、直接ヒストン(H3Y41)をリン酸化することも明らかにされている(Dawson MA et al., Nature 461: 819, 2009)。今回、我々の遺伝子発現解析により、JAK2V617Fトランスジェニックマウスの造血細胞において、ポリコーム群遺伝子の標的遺伝子が強く抑制されていることがわかった。ここから、JAK2V617FによるヒストンH3Y41リン酸化は、ポリコーム群遺伝子を介して遺伝子発現に異常をもたらすことで、造血器腫瘍発症に関わる可能性が考えられた。JAK2は非受容体型チロシンキナーゼであり、細胞質のシグナル伝達分子として知られているが、恒常活性型変異体であるJAK2V617Fが核内において直接ヒストンH3チロシン41をリン酸化しエピジェネティックに遺伝子発現に関わることが報告された(Dawson MA et al., Nature 461: 819, 2009)。また、JAK2V617Fは骨髄線維症を含む骨髄増殖性腫瘍患者で高頻度に認められている(James C et al., Nature 1144: 434, 2005)。平成27年度は、Jak2V617Fトランスジェニックマウスとポリコーム遺伝子Ezh2ノックアウトマウスとのコンパウンドマウスを解析し、骨髄線維症様の病態を認めた。興味深いことに、ポリコームターゲットでがん遺伝子でもあるHmga2において、活性化エンハンサーマークであるヒストンH3リジン27アセチル化(H3K27ac)が亢進していた。そこで、H3K27acを認識し結合するブロモドメインの阻害剤JQ-1をコンパウンドマウスに投与したところ、ポリコームターゲット遺伝子の発現が抑制されるとともに、骨髄線維症細胞が顕著に減少した。以上から、JAK2V617Fは、EZH2機能欠損と協調的に遺伝子発現に関わり、骨髄線維症の発症を促進していることが明らかとなった。また、ブロモドメインの阻害剤JQ-1が骨髄線維症の治療法になる可能性が示された。Ablチロシンキナーゼの核内基質を同定することができた。また、JAK2V617Fマウスの造血細胞における遺伝子発現解析を行った。以上から、おおむね順調に進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学AblチロシンキナーゼによるHDAC1チロシンリン酸化とそのタンパク質安定化の関係を調べる。ChIP sequence、RNA sequenceを用いて、Bcr-AblがHDAC1チロシンリン酸化を介してエピゲノムに与える影響を調べる。ヒストンH3Y41リン酸化抗体を用いたChIP sequenceを行うことで、JAK2V617Fがポリコーム群遺伝子の標的遺伝子を抑制する機構を解明する。
助産師と産科医の双方向性協働尺度の開発と協働促進要因の探索

助産師と産科医の協働に関して、助産師・産科医1970人ずつに、Hennemanを基に作成した質問紙を発送し、614(31.2%)と331(16.8%)の回答をえた。安全に対する責任、ケア計画への参与、内診、IV管理、食事を共にするでは、有意差がなく、ケア目的が異なる、方針決定やケア計画での権限、専門意識や技術の発揮、快適さへの責任、メンバーとして対等、自由な意見交換、ケアを協働で計画する、で産科医と助産師の間には有意差が認められ、助産師の方が医師よりも協働の機会が少なかった。協働促進要因として、救急シミュレーション、ガイドライン、正常分娩の助産師主導のケア、女性中心の医療教育が示唆された。本年度の計画は、助産師と産科医の双方向性協働尺を開発することであった。当初の計画通り、28項目の尺度を完成させた。無作為抽出した分娩取扱い施設に対して、産科医それぞれ2名分の後期尺度を含む質問紙、説明書、返送用封筒のセットを送付し、(産科医2052、助産師2052、計4104名)、産科医330名(回収率16.1%)、助産師636名(回収率31.0%)から回答を得た。すべての回答をデータ入力した。このうち回答に欠損のない産科医300名(有効回答率90.9%)、助産師578名(有効回答率90.8%)のデータを対象に分析を実施した。項目分析でIT相関0.270.74、天井効果のあった2項目を削除した。26項目を用いた探索的因子分析ならびに確認的因子分析から、Kaiser-Meyer-Olkinの指標では0.897、Bartlettの球面性検定はp<0.01であり、構成概念妥当性が認められた。医師-看護師間協働的実践尺度(CPS日本版)との相関から併存妥当性が認められた。尺度全体のCronbachαは0.91、9因子それぞれでは0.700.93の範囲で信頼性が認められた。尺度開発について、論文執筆、投稿準備中である。2014年ICM(国際助産師連盟)のプラハでの会議において、WHOの代表者から協働に関する発表を聞くことができた。その発表における協働の定義では、同じ場所で働いていることとしており、本研究の国際的な重要性を再認識させられた。検討すべき因子を確定するために、助産師、産科医、協働をキーワードとして、CINAHLとMEDLINEで文献検討を行った。その成果を27年度横浜で開催されるICMアジア太平洋地域会議・助産学術集会にアプライし、発表することが決定した。まず、関連要因をあらう前段階として、助産師、産科医、協働をキーワードにして得られた文献の要約150件を読みこみ、助産師と産科医の協働に関連すると考えられる要因を結果としてまとめた。これを国際学会で発表し、論文にし、学会誌に投稿して掲載されるに至った。上記の結果を踏まえて、昨年開発した質問紙に関連要因を盛り込んだ。助産師と産科医の協働に関して、全国の周産母子医療センター394施設、助産師・産科医1970人ずつに、上記の質問紙を発送し、助産師614(31.2%)と産科医331(16.8%)からの回答をえた。安全に対する責任、ケア計画への参与、内診、IV管理、食事を共にするでは、有意差がなかった。けれども、ケア目的が異なる、方針決定やケア計画での権限、専門意識や技術の発揮、快適さへの責任、メンバーとして対等、自由な意見交換、ケアを協働で計画する、において、産科医と助産師の間には有意差が認められ、概して助産師の方が医師よりも協働するための機会が少ないという状況が浮き彫りとなった。協働を促進する要因は、臨床実践の側面から、教育の側面から、助産師と産科医の認識の側面から、さらに詳細な分析を行っている。次年度の助産師国際連盟での発表にむけて要約を送付し、査読結果を待っている状態である。科研費給付以前から、本研究に取り組みはじめていたためと考える。助産学尺度開発まではすんだので、要因の検索に関しては再度倫理審査を通してから研究を行う予定である。旅費で、一部自己負担として節約したため。今年度、国際学会での発表を予定しており、その英文校正の一部にあてる。
腎線維化領域特異的発現分子の機能解析と新規の腎線維化促進遺伝子の同定

我々は世界で初めてアデノ随伴ウィルス(AAV)を用いてマウスの腎臓の間質選択的に感染を起こし,間質細胞選択的に遺伝子操作を行う手法を確立した。in vivoで細胞特異的に遺伝子発現プロファイルを調べる方法も確立し,線維化のある腎臓の間質細胞でのみ高発現する分子群を同定したが,網羅的に機能解析を行う手法がなかったため,一部の因子しか機能解析できていなかった。これらの機能未知の因子群に対してAAVを用いて間質選択的な機能喪失解析を効率よく行うことでCKD進展に寄与する新規遺伝子群を同定し,その病態生理学的意義を解明するとともに,線維化防止の治療方法を確立する。
骨吸収抑制因子としてのプロスタグランジンE2の作用解析

ヒトCD14陽性細胞はRANKLおよびM-CSF(macrophage colony-stimulating factor)の存在下で破骨細胞に分化する.CD14陽性細胞は4つのPGE_2受容体のうちEP2,EP4を発現しており,一方で破骨細胞はどのサブタイブも発現が認められなかった.PGE_2およびPGE_1 alcohol(EP2/4アゴニスト)はCD14陽性細胞においてcAMPの産生を促進した.マウス骨髄マクロファージ培養系とは異なり,PGE_2およびPGE_1 alcoholはCD14陽性細胞培養系において,RANKL誘導性のヒト破骨細胞分化を抑制した.また,H89(PKA阻害剤)はヒト破骨細胞分化におけるPGE_2の抑制作用を阻害した.これらの結果から,ヒト破骨細胞分化におけるPGE_2の抑制作用は,EP2,EP4受容体を介していることが示唆された.SaOS4/3細胞はヒト末梢血単核細胞との共存培養において,副甲状腺ホルモン(PTH)存在下で破骨細胞を誘導する.PGE_2はSaOS4/3細胞とCD14陽性細胞との共存培養系において,PTH誘導性の破骨細胞分化を抑制し,COX-2(cyclooxgenase-2)阻害剤であるNS398は促進的に作用した.CD14陽性細胞とマウス骨髄マクロファージを同一ディッシュ上にてお互いが接触しないようにスポットで播種し,同一の培養上清中で培養したところ,PGE_2添加により両者の破骨細胞形成が抑制された.PGE_2処理を行ったCD14陽性細胞の培養上清は,CD14陽性細胞培養系のみならず,マウス骨髄マクロファージ培養系におけるRANKL誘導性の破骨細胞分化も抑制した.以上の結果より,PGE_2は破骨細胞前駆細胞に作用し,何らかの因子の産生を促すことにより,ヒト破骨細胞分化を抑制することが示唆された.我々は、プロスタグランジンE_2(PGE_2)はマウスおよびヒトのマクロファージに作用し、cAMP-PKA経路を活性化させるにもかかわらず、マウスでは破骨細胞分化を促進し、ヒトでは破骨細胞分化を抑制することを見出していた。PGE_2産生を抑制するCOX-2阻害剤は汎用されているが、PGE_2のヒトの骨代謝への影響は明らかでない。そこで、生体におけるヒト破骨細胞分化へのPGE_2の作用を明らかにすることを目的に本研究を計画した。平成19年度にはヒト造血系再構成マウスの作製とその組織におけるB細胞、T細胞および樹状細胞分化の評価(計画1),ヒト造血系再構成マウス由来の骨髄マクロファージと末梢血CD14陽性単球細胞のin vitro破骨細胞分化の解析(計画2),ヒト造血系再構成マウス由来骨髄細胞とヒト骨芽細胞様細胞株SaOS-2の共存培養による破骨細胞誘導系の確立(計画3)、ヒト造血系再構成マウスのin vivoにおける、破骨細胞分化過程の発現プロファイル作製(計画4)、以上の4点を計画した。現在、計画14の実現のためT,B,NK細胞を完全に欠損する重度免疫不全マウスを購入し、ヒト造血系再構成がマクロファージ系列で成立つ条件を検討中である。ヒトマクロファージ系列の成立には、ヒト間葉細胞が分泌するヒトM-CSFが必須である。マウス体内でヒトマクロファージが分化定着するために、ヒト歯髄間葉細胞をヒトM-CSFの供給源として移植することを検討している。平成19年度において、マウスでのみ成功していた間葉細胞と造血細胞の共存培養によるマクロファージから破骨細胞への分化を、ヒト歯髄間葉細胞とヒト造血細胞の共存培養系で成功させた。したがって、当初計画3で予定したヒト細胞株SaOS-2の共存培養による破骨細胞培養系よりも、より生体内の環境を反映した優れた系を確立することが出来た。ヒトCD14陽性細胞はRANKLおよびM-CSF(macrophage colony-stimulating factor)の存在下で破骨細胞に分化する.CD14陽性細胞は4つのPGE_2受容体のうちEP2,EP4を発現しており,一方で破骨細胞はどのサブタイブも発現が認められなかった.PGE_2およびPGE_1 alcohol(EP2/4アゴニスト)はCD14陽性細胞においてcAMPの産生を促進した.マウス骨髄マクロファージ培養系とは異なり,PGE_2およびPGE_1 alcoholはCD14陽性細胞培養系において,RANKL誘導性のヒト破骨細胞分化を抑制した.また,H89(PKA阻害剤)はヒト破骨細胞分化におけるPGE_2の抑制作用を阻害した.これらの結果から,ヒト破骨細胞分化におけるPGE_2の抑制作用は,EP2,EP4受容体を介していることが示唆された.SaOS4/3細胞はヒト末梢血単核細胞との共存培養において,副甲状腺ホルモン(PTH)存在下で破骨細胞を誘導する.PGE_2はSaOS4/3細胞とCD14陽性細胞との共存培養系において,PTH誘導性の破骨細胞分化を抑制し,COX-2(cyclooxgenase-2)阻害剤であるNS398は促進的に作用した.CD14陽性細胞とマウス骨髄マクロファージを同一ディッシュ上にてお互いが接触しないようにスポットで播種し,同一の培養上清中で培養したところ,PGE_2添加により両者の破骨細胞形成が抑制された.PGE_2処理を行ったCD14陽性細胞の培養上清は,CD14陽性細胞培養系のみならず,マウス骨髄

マクロファージ培養系におけるRANKL誘導性の破骨細胞分化も抑制した.以上の結果より,PGE_2は破骨細胞前駆細胞に作用し,何らかの因子の産生を促すことにより,ヒト破骨細胞分化を抑制することが示唆された.
ユーザ参加型センシングを用いた体感品質学習による知的異種無線統合システム

モバイルトラヒックの飛躍的な増大を背景として、セルラー網や無線LANなど多種多様な無線システムを連携して利用する異種無線統合システムの実現が望まれている。そこで本研究は、ユーザ参加型センシングと体感品質学習を用いた無線システム選択手法を提案する。パケットロス率や動画像の画質などユーザ端末自身が観測した情報をエッジサーバが収集し、多変量の観測情報から無線環境と体感品質を推定することで、体感品質を満足する無線システムを選択する。体感品質を評価基準とした異種無線統合システムの実現により、周波数利用効率と体感品質を著しく向上する。
認知文法論における基本構文のプロトタイプ的特徴づけとその役割の研究

基本構文のプロトタイプ的特徴付けに先だって、本年は述語の基本形と派生形の対応とそのあり方を調査対象に定め研究を進めた。特に研究の中核をなしたのは、自・他の対応であって、対をなす動詞において、自動詞・他動詞のどちらかが基本形であり、どちらが派生形であるのかを調査・検討した。日本語では、tom-ar:tom-e-ruのように自他共に双方が派生的なもの、wwak-wak-as-uのように他動詞が派生的なもの、そしてwar-e-ru:war-uのように自動詞の方が派生的なものと3つのパターンが見られるが、特に注目したのは、派生形と有標性の関係である。すなわち、自動詞が基本形で表される概念・状況とその自発性との相関を日本語その他の言語で追究した結果、やはりかなり顕著な傾向がみられた。すなわち、自発的な事象は自動詞が基本形である場合が多く、逆に典型的に行為者が関与する状況を表す他動詞はそれが基本形であり、自動詞の方が派生的である。今後は、自動詞と形容詞との相関関係にも研究範囲を広めるとともに、構文全体に対しても有標性の観点から検討を加え、プロタイプ的自動詞構文、プロタイプ的他動詞構文の形態的・統語的特性を明かにしていきたい。
誘導集電による微振動の非接触グランド・コントロール

平成18年度では前年度で得られた成果を踏まえて研究を実施した。すなわち、平成17年度においては、(財)鉄道総合技術研究所の協力により、誘導集電により発生するエネルギーを用いて制御することにより、車体の振動減衰効果がある事を確認し、その微小エネルギーを有効利用すれば、車体軽量化に伴って発生しやすい車体の弾性振動が抑制できることを、車体に取り付けたピエゾ素子による微振動制御実験装置(東京農工大学所有)により確かめた。平成18年度においては、実験条件の見直しや設計パラメータの調整を行い、グランド・コントロール原理の定式化と応用を含めた体系化をおこなった。すなわち誘導集電で得られるレベルの制御エネルギーを定量的に考察し、(1)ばね下質量の直接制御方法、(2)2次支持系によるばね上質量の制御方法、(3)ピエゾ素子による弾性振動の制御方法(スマート構造)について、それらの制御方式におけるアクチュエータ、センサーの種類、配置、制御性能、エネルギーバランス、について定量的に考察した。その結果、(1)ばね下質量の直接制御方法は、誘導電流の範囲内でわずかな減衰力付与が可能で数Hz程度の振動制御に格段の効果があること、一方(2)2次支持系による制御方法は制御エネルギーが十分でないこと、が分かった。また、(3)弾性振動の制御方法(スマート構造)においては、アクティブ、セミアクティブ、パッシブの各方式について考察し、エネルギー消費の少ないパッシブ回路による制御でも振動制御効果があることを確認できた。以上から、磁気浮上走行する車両を振動制御するための基本原理を、模型装置による実験と振動制御理論に基づいて体系的にまとめ、車両以外の分野へも応用できる成果が得られた。平成17年度「誘導集電による微振動の非接触グランド・コントロール」では下記の通り研究を実施した。(1)誘導集電と磁気減衰の相互作用の考察電磁気学の理論により、非接触誘導集電におけるエネルギー授受の原理、および磁気減衰力の発生機構、またそれらの相互作用について、従来別の分野で取り組まれてきた研究について、文献調査を実施した。高速回転する非磁性体の円盤に磁石を近づけることで,円盤上に磁界が発生し、円盤に対する対抗力(浮上力)と,直交する向きに磁気抗力(回転に対するブレーキ力)が発生するが、この円盤に生じる磁界に伴う誘導電流を効率よく収集する方法を調査する必要があることを確認した.また、(財)鉄道総合技術研究所・磁気浮上研究室の協力により、誘導集電により発生するエネルギーを用いて制御することにより、車体の振動減衰効果がある事を確認した。(2)振動制御のグランドコントロールの実験装置の検討最終年度に提案する理論の有効性を検討するため、今年度はまず浮上コイルを持つ浮上体と相対運動をする回転型の模型装置を一次試作した.一次試作では地上側コイルが無い状態の非磁性体の円盤を配した構造とし,浮上実験を行った結果、回転数や磁気ギャップ等のパラメータに応じて浮上力に減衰力が発生することを確かめた.また磁気浮上力による直接的な振動制御ではないが、誘導集電によって得られる微小エネルギーを有効利用することにより、車体軽量化に伴って発生しやすい弾性振動が、車体に取り付けたピエゾ素子による微振動制御実験により、制振効果がある事を確かめた。平成18年度は、以上の成果を踏まえて、微振動制振力とグランドから供給されるエネルギー量とのバランスを比較検討して、グランド・コントロールの有効性を定量的に検討することを目指す。
微細構造超伝導複合線材のメゾ的力学挙動と超伝導特性の相関評価

本研究では,Nb-TiおよびNb_3Snが安定化銅に埋め込まれた超伝導複合線材について,超伝導フィラメント,母材(安定化銅)の変形挙動と残留応力変化に起因する微視的な構成要素のひずみを解析し,超伝導特性との相関を明らかにする.また,微視的なフィラメントの損傷を把握し上記相関の機構を解明するとともに,フィラメントおよびマトリックスの力学特性と微細組織,体積含有率が複合線材の力学応答に及ばす影響を体系化することを目的とする.本研究の成果は次のように要約される.1)Nb_3Sn/Cuでは,線材から安定化銅を30,60および100%除去した試験片の応力-ひずみ関係を詳細に比較検討することにより,集合組織を持つCuおよびCu-Snの異方性弾性率を正確に決定するとともに,加工硬化を含めた銅の応力-ひずみ関係を求めた.さらに,安定化銅の外側と内側で残留ひずみが異なることを明らかにするとともに,その値を求めた.2)溶解し抽出した微細Nb_3Snフィラメント単体について,常温で引張り試験を行った.フィラメントの束にエポキシ樹脂を含浸した試験片を作製し,フィラメントの平均的な力学特性をより高精度で求めた結果,弾性率は従来報告されている値より低いことが明らかとなった.3)Nb-Ti/Cuでは疲労荷重を与えると,周囲の安定化銅から発生した疲労き裂がフィラメントを破断して進展するが,そのときの残留強度と臨界電流はいずれも残留フィラメント数に単純に比例することを明らかにした.4)Nb-Ti/Cuで電気鍍金によりフィラメント体積含有率を0.08に低下させた試験片を対象として500°Cまでの熱処理を行い,Nb-TiおよびCuの力学特性の変化が変形挙動,特にマルティプルネッキング発生に及ばす影響を検討した.熱処理の影響は特にCuで大きく,処理温度を上げると柔らかくなるとともに大きな加工硬化を示し,かつマルティプルネッキングが発生することを実験的に示すとともに,数値解析によってその妥当性を証明した.本研究では,Nb-TiおよびNb_3Snが安定化銅に埋め込まれた超伝導複合線材について,超伝導フィラメント,母材(安定化銅)の変形挙動と残留応力変化に起因する微視的な構成要素のひずみを解析し,超伝導特性との相関を明らかにする.また,微視的なフィラメントの損傷を把握し上記相関の機構を解明するとともに,フィラメントおよびマトリックスの力学特性と微細組織,体積含有率が複合線材の力学応答に及ばす影響を体系化することを目的とする.本研究の成果は次のように要約される.1)Nb_3Sn/Cuでは,線材から安定化銅を30,60および100%除去した試験片の応力-ひずみ関係を詳細に比較検討することにより,集合組織を持つCuおよびCu-Snの異方性弾性率を正確に決定するとともに,加工硬化を含めた銅の応力-ひずみ関係を求めた.さらに,安定化銅の外側と内側で残留ひずみが異なることを明らかにするとともに,その値を求めた.2)溶解し抽出した微細Nb_3Snフィラメント単体について,常温で引張り試験を行った.フィラメントの束にエポキシ樹脂を含浸した試験片を作製し,フィラメントの平均的な力学特性をより高精度で求めた結果,弾性率は従来報告されている値より低いことが明らかとなった.3)Nb-Ti/Cuでは疲労荷重を与えると,周囲の安定化銅から発生した疲労き裂がフィラメントを破断して進展するが,そのときの残留強度と臨界電流はいずれも残留フィラメント数に単純に比例することを明らかにした.4)Nb-Ti/Cuで電気鍍金によりフィラメント体積含有率を0.08に低下させた試験片を対象として500°Cまでの熱処理を行い,Nb-TiおよびCuの力学特性の変化が変形挙動,特にマルティプルネッキング発生に及ばす影響を検討した.熱処理の影響は特にCuで大きく,処理温度を上げると柔らかくなるとともに大きな加工硬化を示し,かつマルティプルネッキングが発生することを実験的に示すとともに,数値解析によってその妥当性を証明した.本研究では,Nb-TiおよびNb3Snが安定化銅に埋め込まれた超伝導複合線材について,フィラメントの体積含有率の異なる試料を用意し,静的および繰返し荷重下での超伝導フィラメント,母材(安定化銅)の変形挙動と残留応力変化に起因する微視的な構成要素のひずみを解析し,超伝導特性との相関を明らかにするとともに,微視的なフィラメントの損傷を把握し上記相関の機構を解明する.さらに,フィラメントの含有率と微細組織が力学応答に及ぼす影響を体系化し,優れた超伝導特性を有しかつ応力負荷に対して影響を受けにくい超伝導複合線材を実現するための条件の提案を目的とする.本年度の成果は次のように要約される.1)走査電子顕微鏡での組織観察に画像処理ソフトを組み合わせ,フィラメントの直径分布,Nb3Snの析出形成量等の構成要素分布を測定した.Nb3Snの析出形成量は断面内で均一でなく,周辺ほど高いことが明らかとなった.2)両線材について,複合線材とともに硝酸で周辺の安定化銅のみを溶かした線材,溶解し抽出した微細フィラメント単体について,常温で引張り試験を行った.特にNb3Snについては,フィラメントの束にエポキシ樹脂を含浸した試験片も作製し,フィラメントの平均的な力学特性をより高精度で求めた結果,弾性率は従来報告されている値より低いことが明らかとなった.

3)両者の線材について,ひずみ負荷を中断し,硝酸で母材を溶解することにより,ひずみに対するフィラメントの変形(Nb-Ti)や損傷の空間分布(Nb3Sn)を求めた.Nb-Tiについては含有率が低い場合,マルティプルネッキングが著しいことが明らかとなった.本研究では,Nb-TiおよびNb3Snが安定化銅に埋め込まれた超伝導複合線材について,フィラメントの体積含有率の異なる試料を用意し,静的および繰返し荷重下での超伝導フィラメント,母材(安定化銅)の変形挙動と残留応力変化に起因する微視的な構成要素のひずみを解析し,超伝導特性との相関を明らかにするとともに,微視的なフィラメントの損傷を把握し上記相関の機構を解明する.さらに,フィラメントの含有率と微細組織が力学応答に及ぼす影響を体系化し,優れた超伝導特性を有しかつ応力負荷に対して影響を受けにくい超伝導複合線材を実現するための条件の提案を目的とする.本年度の成果は次のように要約される.1)Nb-Ti/Cu複合線材はNb-Tiフィラメント,マトリックスの双方が弾塑性変形するため,多数の箇所でネッキングが生じるマルティプルネッキングという損傷を生じることがこれまで実験的に求まっていた.今年度は,単芯モデルを対象として,大変形弾塑性有限要素解析を行い,解析によって特にフィラメントの含有率が低いときにマルティプルネッキングが生じること,ネッキングの間隔には下限値があり,ネッキング間隔はフィラメント直径の約3倍以下にはならないことを証明した.2)Nb3Sn/Cu複合線材を対象として,7Kヘリウムガス中および4K液体ヘリウム中で引張り試験を行い,極低温における引張り試験および荷重,ひずみ計測の技術的問題を検討した.その結果,高精度のひずみ計測のためには2個の伸び計を用いて曲げ変形の影響を打ち消すこと,つかみ部重量を軽くして試験前の予荷重を最小限とすることが最重要であることが明らかとなった.本研究では,Nb-TiおよびNb_3Snが安定化銅に埋め込まれた超伝導複合線材について,静的および繰返し荷重下での超伝導フィラメント,母材(安定化銅)の変形挙動と残留応力変化に起因する微視的な構成要素のひずみを解析し,超伝導特性との相関を明らかにする.また,微視的なフィラメントの損傷を把握し上記相関の機構を解明するとともに,フィラメントおよびマトリックスの力学特性と微細組織,体積含有率が複合線材の力学応答に及ぼす影響を体系化することを目的とする.最終年度の成果は次のように要約される.1)Nb-Ti/CuではNb-Tiフィラメントが荷重および超伝導状態での電流を負担する.疲労荷重を与えると,周囲の安定化銅から発生した疲労き裂がフィラメントを破断して進展するが,そのときの残留強度と臨界電流はいずれも残留フィラメント数に単純に比例することを明らかにした.2)Nb-Ti/Cuで電気鍍金によりフィラメント体積含有率を0.08に低下させた試験片を対象として500°Cまでの熱処理を行い,Nb-TiおよびCuの力学特性の変化が変形挙動,特にマルティブルネッキング発生に及ぼす影響を検討した.熱処理の影響は特にCuで大きく,処理温度を上げると柔らかくなるとともに大きな加工硬化を示した.さらに,熱処理温度が500°Cの場合に複合線材でマルティプルネッキングが発生することを実験的に示すとともに,数値解析によってその妥当性を証明した.3)Nb_3Sn/Cuでは,線材から安定化銅を30,60および100%除去した試験片の応力-ひずみ関係を詳細に比較検討することにより,集合組織を持うCuおよびCu-Snの異方性弾性率を正確に決定するとともに,加工硬化を含めた銅の応力-ひずみ関係を求めた.さらに,安定化銅の外側と内側で残留ひずみが異なることを明らかにするとともに,その値を求めた.