hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物資源をもちいた循環型の汚水浄化システム・デザイン

植物浄化システムの実験研究の内、ハイポニックスシステムでは、コイ養殖排水の栄養塩が作物により顕著に吸収されることが確認できた。各槽固有の作物による栄養塩吸収能の比較検討を行ったが,特にハーブ類とトマトで顕著なDIN・DIP吸収が確認できた。農作物生産は,トマト,クウシンサイ,ハーブ類で比較的冬期間を含め,持続的に収穫を行うことができた。家畜汚水を植物で浄化するシステム実験研究では、浄化能力は、窒素で22mg/m^2/d61mg/m^2/d,リンで2.5mg/m^2/d8.2mg/m^2/dで窒素、リンとも高い浄化能力をしめした。曝気の有無に関しては窒素、リンとも曝気を行うと浄化能力が高いことが明らかとなり、浄化性能を上げるための一つの手段として曝気を行うことは重要である。個々の植物の浄化能で除去速度の高いものからは、窒素では抽水植物群(206),浮き草群(170),クワズイモ(133),ゲットウ(76),ミニトマト(73)。リンは浮き草群(31.6),抽水植物群(24.6),クワズイモ(19.9),ゲットウ(17.9),ミニトマト(17.5)であった。天然の水質浄化資材の複合的な開発実験では、稲わら・ヨシ・アシ・マコモ溶出液と木炭、ゼオライトの組み合わせで、NO_3-N除去率が向上した。本浄化素材の複合システムでNO_3-Nによる水質悪化を防止することの可能性が示された。稲藁の溶出液と組み合わせると特にNO_3-Nの除去能力の低下はなく,かつOrg-Nも抑制の傾向にあった。備長炭との組合せは,他の場合よりもCOD濃度が低く抑えられることが示された。自然素材であるストローは、ベイル内の相対湿度の増加とともにストローの含水率も増加した。ただ、相対湿度90%で含水率は15%以下であり、雨水対策を行うことで,ストローベイルの日本の高湿度環境での長期維持の可能性が示された。また、壁材+ベイルの調質性能は藁>荒木田>土佐漆喰であり、壁材利用で低下し、塗材の影響を大きく受ける。大学内CNESにある5層2列からなる植物汚水浄化実験システムを利用して,【研究1】家畜糞尿を用いた植物汚水浄化システム(葦・ガマ・トマト・浮き草使用)、【研究2】準閉鎖系環境でのアクアポニツクス手法による浄化・バイオマス生産システム(葦・ガマ・トマト・浮き草・コイ)開発の実験を実施した。海外事例として文献により欧州事例及びキューバ国ハバナ市内の植物汚水浄化プラントの現地視察で,最新情報からその意義とその可能性を明確にした。【研究1】では,T-N濃度は初期値7.2mg/lが1.9mg/lに,T-P濃度は初期値1.82mg/lが1.37mg/lに減少した。無機態窒素については,NH_4-N,NO_2-Nはほぼ分解されNO_3-Nが少量残留する結果となった。

NH_4-Nの吸収能力が優れているヨシとガマの効果が一定評価できた。【研究2】では常時コイの槽から他の植物層内に排泄負荷が流入してくるにも関わらず,一定レベルの濃度以下を保つことに成功しており,植物による浄化とバイオマス生産の評価ができた。また動物バイオマスであるコイと水質との因果関係についてみると,コイのバイオマス量は時間に比例して増加し,同時に排泄する負荷量も増加するのに対し,本システムが一定レベルの負荷濃度を維持していることは,コイの排泄負荷量の植物体による吸収機能が,一定以上の負荷量増加を抑制したと考察できる。植物バイオマスの変化は各研究共通でミニトマトに着目した。【研究1】多量の窒素,リンを含む家畜糞尿を吸収して成長したミニトマトでは収穫量は多かったが,1個あたりの重量では【研究2】窒素,リンが比較的少ない魚糞尿を吸収して成長したものの方が大きかった。<日的>本研究はCNESリビングマシーンで【研究1】家畜糞便を汚水負荷とした植物汚水浄化システム,【研究2】閉鎖循環系で養殖と野菜生産の複合系アクアポニックスシステムの開発に向けた継続的な実験的研究である。<方法>【研究1】では嫌気発酵槽の豚糞溶液(約1年間貯留したもの)約300Lを1槽に投入し1日2時間曝気を行い15槽での循環実験、【研究2】ではコイの養殖排水の負荷をもとに25槽で農作物の生産を行うシテムで、[実験1]2から5槽循環システムによる栄養塩吸収能実験、[実験2]各植物固有の栄養塩吸収能実験を行い,個別に[実験3]単位重量ごとのコイ1尾あたりのDIN,DIP排泄速度測定実験を行った。<結果>【研究1】では豚糞負荷除去率はTNで20%(DINで14%),TPで62%(DIPで24%)であり、一定の効果が見られ、特にリンにおいて効果が見られた。尚実験では曝気を行わなかったため懸濁態は槽の底に沈殿したことが考えらるため,補足として最終採水後曝気による沈殿物の攪拌を行い水質測定を行った結果,窒素についてはあまり変化はみられなかったが,リンについては有機態リンが著しく増加した。【研究2】の[実験1]では栄養塩吸収率はDINで70%,DIPで70%であった。[実験2]では栄養塩吸収率は,DINは水稲で42%,トマトで100%,クウシンサイで76%,ハーブで100%であった。またDIPは水稲で-56%,トマトで54%,クウシンサイで52%,ハーブで86%であった。[実験3]の結果を[実験1]にあてはめると,本システムで植物は1日あたりコイ(90g/尾)が排泄するDIN量で22尾分,DIP量で264尾分の栄養塩を吸収することが推測された。植物のエディブルバイオマス量はトマトで564g/m^2,ハーブで1,280g/m^2,クウシンサイで2,670g/m^2,尚トマトの平均糖度は6.3%(最高9.1%)であった。またコイ1尾あたりの平均体重は90gから264gになった。
作動記憶における運動制御システムに関する実験心理学的研究

本研究では、随意運動のコントロールが作動記憶の視空間記銘メモにおける処理に及ぼす影響を検討するため、記憶保持課題と手指運動課題とを並行させる二重課題法の実験が行われた。被験者は、ディスプレイ上に提示された視空間的刺激を記憶した後、保持期間内に手指運動を遂行することが求められた。採用された手指運動課題は、左右いずれかの手指を中指・人差し指・薬指・小指の順でタップする系列的タッピング課題もしくは机上の指定された位置を人差し指で順次タップする空間的タッピングであった。また、記憶課題は、5×5のマトリックスの25区画のうち任意の6カ所に○を記入したものを刺激図形とし、保持期間終了後にマトリックス上に○を再生する課題であった。二重課題条件における正再生率を記憶課題のみの条件における正再生率と比較したところ、系列的タッピングおよび空間的タッピングのいずれの課題によっても、また左右いずれの手指のタッピングによっても有意な正再生率の低下は認められなかった。昨年度および今年度の実験結果から、運動制御システムから音韻ループおよび視空間記銘メモへの干渉は、課題遂行に影響を及ぼすほど顕著なものではないことが示された。これは、本研究で用いた課題のように、手指運動課題が同一の運動を反復するような課題である場合、容易に自動化が生じ、必要とされる心的資源が急速に減少することによるものと考えられる。より多くの心的資源を必要とする運動課題においては干渉が生じる可能性が残されているものと思われる。さらに、記銘や保持のような静的な処理よりも、心的回転のような動的な処理において、干渉が生じやすいとも考えられる。このような点に関して今後研究を行っていく必要があろう。従来の作動記憶モデルにおいては、その下位システムに運動制御システムが想定されていないが、随意運動を自発的にコントロールするためには作動記憶における処理が必要であり、その遂行は音韻ループや視空間記名メモにおける処理に干渉をもたらすことが予想される。そこで本研究では、視覚的に提示される刺激の記憶保持課題に手指の運動課題を付加する二重課題法の実験を行うことにより、作動記憶における運動制御システムから音韻ループヘの影響が検討された。被験者は、ディスプレイ上に継時的に提示されるアルファベット7文字を提示順に記憶保持し、提示直後に再生する課題が与えられた。またこれと並行し、左右いずれかの手指を中指・人差し指・薬指・小指の順でタップする系列的クッピング課題もしくは机上の指定された位置を人差し指で順次タップする空間的タッピングを遂行するように求められた。本研究の実験結果から、運動制御システムから音韻ループへの干渉は、課題遂行に影響を及ぼすほど大きなものでないことが示唆されるが、この干渉効果は課題の難度や運動の自動化等の要因によって増減しうるものであると考えられるので、こうした要因を変数に加え、今後さらに研究を進めていく必要があるものと考える。
アジアにおける日本企業の国際化とその社会・経済的諸影響に関する一研究

研究は,アジアにおける日本企業の国際化とその社会.経済的諸影響の相互作用を世界史的大転換のなかにどう位置づけるかを研究するものであった.それは,世界史的基本構造の変化の中で日本企業の国際化の特徴を明らかにして,特にアジアにおける日本企業の経営行動に焦点をあてて,その社会的.経済的影響を研究するものであった.具体的には,日本企業の国際化については日本型経営システム,日本半導体産業の国際競争力,日本の自動車部品メーカーの国際経営環境,自動車産業について言及した.アジアの研究対象国は,ここでは主に台湾と中国となった.それらは,台湾の国際経営環境,中国の国際経営環境,中国の国際・マクロ経営構造にという内容にまとめた.アジアNIEsである韓国,シンガポール,香港については,間接的言及だけに終わった.研究調査としては,マレーシア,ベトナムの日本企業の実態調査もしたが,いまだ成果としてまとめていない.本研究に関しては,経営分析学会で日本半導体産業の国際競争力の問題点を指摘し,東アジア国際連合国際学会では中国の国際経営環境の展開は,21世紀の国際経済社会への影響が甚大なために現代世界にとってもっともホットな重要な問題と示唆した.アジアにおける日本企業の国際化に関する研究は,大きな問題であるので研究を継続して,今後体系的に整理してみたい.研究は,アジアにおける日本企業の国際化とその社会.経済的諸影響の相互作用を世界史的大転換のなかにどう位置づけるかを研究するものであった.それは,世界史的基本構造の変化の中で日本企業の国際化の特徴を明らかにして,特にアジアにおける日本企業の経営行動に焦点をあてて,その社会的.経済的影響を研究するものであった.具体的には,日本企業の国際化については日本型経営システム,日本半導体産業の国際競争力,日本の自動車部品メーカーの国際経営環境,自動車産業について言及した.アジアの研究対象国は,ここでは主に台湾と中国となった.それらは,台湾の国際経営環境,中国の国際経営環境,中国の国際・マクロ経営構造にという内容にまとめた.アジアNIEsである韓国,シンガポール,香港については,間接的言及だけに終わった.研究調査としては,マレーシア,ベトナムの日本企業の実態調査もしたが,いまだ成果としてまとめていない.本研究に関しては,経営分析学会で日本半導体産業の国際競争力の問題点を指摘し,東アジア国際連合国際学会では中国の国際経営環境の展開は,21世紀の国際経済社会への影響が甚大なために現代世界にとってもっともホットな重要な問題と示唆した.アジアにおける日本企業の国際化に関する研究は,大きな問題であるので研究を継続して,今後体系的に整理してみたい.日本経営分析学会,第11回大会で「日本の半導体産業の国際競争力について」発表して,日本の半導体産業が,CPUなどの発展によって新たな段階に入ったことを指摘した。これによって,日本の半導体産業は,克服しなければならない諸問題に当面しているが,このことが,これまでの日本の半導体の国際競争力を阻害する要因になりうるかもしれない。これにより,日本の半導体産業の国際競争力を位置づけた,「台湾の国際経営環境について」の研究で,アジアNIESにおける台湾の国際競争力の相対的位置を明らかにし,90年代における台湾の国際的発展方向を展望した。そこでは,台湾経済が,80年代後半から急速に国際競争力をつけて,日本経済との相互的な関係を強めてきたといえる。特に,日本からの資本財の輸入により,輸出競争力を高めた点を指摘できる。日本の自動車部品メーカーの国際経営環境状況の研究では,日本の自動車産業が,自動車の国際生産で国際競争力リ-ドする中で,従来の自動車メーカーを頂点とする垂直的階層分業ネットワーク・システムに問題を生じてきている。特に,地球環境問題,カ-エレクトロニクスの応用,円高等による国際競争力の後退などが,自動車メーカーおよび自動車部品メーカーに新たな国際的な垂直的分業ネットワークの構成へ向かわせているといえる。以上,平成6年度におけるアジアにおける日本企業の国際化とその社会・経済的諸影響に関する一研究で,研究実績として報告できる概要である。研究は,アジアにおける日本企業の国際化とその社会.経済的影響の相互作用を世界史的大転換のなかにどう位置づけるかを研究するものであった.それは,世界史的基本構造の変化の中で日本企業の国際化の特徴を明らかにして,特にアジアにおける日本企業の経営行動に焦点をあてて,その社会的、経済的影響を研究するものであった.具体的には,日本企業の国際化については日本型形成システム,日本半導体産業の国際競争力,日本の自動車部品メーカーの国際経営環境,自動車産業について言及した.アジアの研究対象国は,ここでは主に台湾と中国となった.それらは,台湾の国際経営環境,中国の国際経営環境,中国の国際・マクロ経営構造にという内容にまとめた.アジアNIEsである韓国,シンガポール,香港については,間接的言及だけに終わった.研究調査としては,マレーシア,ベトナムの日本企業の実態調査もしたが,いまだ成果としてまとめていない.本研究に関しては,経営分析学会で日本半導体産業の国際競争力の問題点を指摘し,東アジア国際連合国際学会では中国の国際経営環境の展開は,21世紀の国際経済社会への影響が甚大なために現代社会にとってもっともホットな重要な問題と示唆した.アジアにおける日本企業の国際化に関する研究は,大きな問題であるので研究を継続して,今後体系的に整理してみたい.
交通事故における睡眠時無呼吸症候群の関与に関する研究

1.睡眠時無呼吸症候群(SAS)における運転状況:当科にて終夜睡眠呼吸モニタ-を施行した150人を対象に傾眠傾向および交通事故のアンケ-ト調査を行い、返信のあった者のうち、車を運転し、SASと診断された37例を対象に検討を行なった。運転時に仮眠を月に数度以上とる例が全体の44.2%にも達し、SASの患者は運転中に仮眠を取る人が多いことが判明した。また、仮眠を多く取る人では交通事故や事故のニアミスの回数を多く認めたが、仮眠の回数はapnea indexや睡眠時の最低SaO_2値から予知することは困難であり、実際には運転状況の差が影響しているものと思われた。一方、年間一回以上の事故経験症例数の全症例数に対する割合は健常群に同様の検討を行ったものの2.14倍にも昇った。2.交通事故と睡眠時無呼吸症候群との関連性についての実態調査:県内の製鉄会社の従業員を対象にいびきと交通事故に関するアンケ-ト実施している。1331名に施行した段階の途中経過では、対象をいびきの強さにより5群に分類したところ、年間の事故ニアミス回数が5回以上と解答した例はいびきの無い群の3.2%に認められたのに対し、最もいびきの強い群では7.3%と多く認められた。しかし、ニアミス回数、事故回数、仮眠回数、いずれもいびきの強さの度合とは有意な相関を認めていない。但し、最も強いいびきの群は55例と少なく、正確には今後のさらなるアンケ-ト集計の結果を待ちたい。このアンケ-トは現在も施行中であり、最終的には1万人以上の規模アンケ-トになる予定である。3.睡眠時無呼吸症候群が引き起こす交通災害の防止:交通事故を頻回に起こしていたSAS症例にUPPP,鼻CPAPなどの無呼吸の治療を行なったところ無呼吸の改善と共に傾眠症状および運転事故の消失を認めた。以上より、われわれはSASという疾患が交通事故の原因のひとつになりうることに十分留意し、治療、管理する必要があると思われた。
児童養護施設入所児童の発達と可塑性-サクセスフル・アダプテーションを支える要因

児童養護施設に入所中の児童を対象に調査を実施し、心理社会的側面の適応を支える要因を明らかにすることが本研究の目的であった。幼児期から小学校低学年まで継続してきたこれまでの調査では、語彙力や感情理解などの社会認知的能力の発達は入所児童では全般的にやや遅い傾向がみられているが、心理社会的に大きな問題を抱える児童はほとんどいなかった。また、対人関係の枠組みや家族イメージなども一般家庭の児童とは異なる傾向ではあるが、枠組みを柔軟に対応させている児童がほとんどであった。発達初期に何らかの障害をもっていたり、生育環境に不利な要因が含まれていたりする、いわゆるリスク・グループの発達を追跡するにあたり、特に適応を支える保護因子の解明を目指すことが本研究の目的である。児童養護施設に入所している未就学の幼児を調査対象とし、協力施設での子どもや職員を対象とする面接調査、職員を対象とする質問紙調査を継続して行い、乳幼児期のリスクと現時点での適応、さらに小学校入学以降の適応との関連を明らかにする。児童養護施設に入所している児童を対象に、主として心理社会的発達の様相を縦断的にとらえることが本研究の目的である。平成19年度は研究開始年度であり、首都圏の複数の養護施設に研究協力依頼を行い、研究の目的と方法の詳細について文書と口頭による説明を行った後、書面による協力同意を得た。その後、職員および児童を対象とする調査を開始した。職員に対しては個別面接調査と質問紙調査を実施し、児童に対しては個別面接調査、行動観察を行った。初年度に測定予定であった幼児期における保護因子になりうると考えられる諸変数には、気質的特徴、知的能力、対人関係の枠組みや感情理解が含まれ、それらの測定はほぼ終了した。また、一般家庭で養育されている対照児童(48名)に対しても気質的特徴や感情理解の測定を行った。今後は、これらの変数が施設入所児童において小学校入学後の心理社会的適応にどのように関連しているかについて縦断的に検討していく予定である。現時点では対象児童数が限られること(25名)から、統計的な解析よりも質的な分析を主に行ってきたが、感情理解においては、対照児童と施設入所児童の間に違いが見られている。入所児童は対照児童に比べ、物語と感情をマッチさせる課題の成績が低く、特に怒りや恐怖の場面を悲しみととらえることが多かった。このような傾向が今後も続くのかそれとも消失していくものなのかどうかについては、追跡調査によって明らかにしていく。また、対人関係の枠組みでは、対照児童の多くが重要他者として親や家族を挙げることが多いのに対し、入所児童は施設の年長の子どもや施設職員を挙げた。挙げた人物に違いはあるものの、入所児童も対照児童と同様にさまざまな心理的機能を複数のしかし限られた重要な他者に割り振りつつ対人関係の枠組みを育んでいる様子が伺える。幼児期の対人関係の枠組みが今後の社会的適応の基盤となりうるかどうかについて追跡調査で明らかにしていく。児童養護施設に入所している児童を対象に、心理社会的発達の様相を縦断的にとらえること,および彼らの適応的な発達を支える要因を明らかにすることが本研究の目的である。平成20年度は,19年度に引き続き,各協力施設にて職員および児童を対象とする調査を行った。職員に対しては個別面接調査と質問紙調査,児童に対しては個別面接調査と行動観察によって,新たに入所した児童の基礎的情報の収集と前年度からの継続児童に対する追跡調査を行った。幼児期における保護因子と考えられる気質的特徴,知的能力,感情推測能力,対人関係の枠組みの査定に加え,自己制御機能の発達についても実験課題を行った。対象児童数が限られる(31名)ため,統計的検討が可能な分析はまだ限られるものの,施設入所児童の間にも個人差が大きいこと,また,行動抑制の実験課題を通過できた子どもは,通過できなかった子どもに比べ,特に行動化の側面の問題行動傾向が低いことがわかった。社会的文脈を理解して行動抑制や自己制御ができることは,社会的ルールを内在化する基盤と考えられるため,問題行動傾向との関連が認められたことは重要な知見であると考える。小学校入学後も同様な関連が認められるのかどうかは,今後の調査で検討していく。児童養護施設に入所している児童を対象として、心理社会的発達、特に適応の過程を縦断的にとらえることが本研究の目的である。平成21年度は、面接調査や行動観察を通じて幼児の基礎的情報の収集を継続する一方で、小学校に入学した児童の学校への適応状況に着目してデータ収集を行った。特に、学業面・社会面での適応や自己効力感、語彙力の発達や対人関係の枠組みの変化、および行動上の問題について児童に対し個別に面接調査を行ったり、職員を対象に聞き取り調査や質問紙調査を行ったりして情報収集を行った。多くの施設では小学校入学に伴い幼児棟から学童棟への移動があるなど、小学校への入学は施設入所児童にとって対照児童以上に多くの発達課題を意味していると思われる。しかし、担当職員の交代や友人関係の変化も含む新たな対人関係の中で多くの児童は対人関係の枠組みを柔軟に修正しつつ適応していくようである。

施設入所児童は一般家庭の児童とはかなり異なった対人関係の枠組みを発達させているが、他者への愛情要求をもたない児童はまれであり、年少時に重要他者が不明確であった児童も年齢が上がるにつれて愛情要求の対象を限定していく例もあり、対人関係の枠組みを構築していく力がうかがえる。他方、知的能力の側面においては、語彙力や知能指数の個人差も入所児童の問では大きく、学年が上がるにつれ学業面への影響が現れるか否かを今後明らかにしていく必要がある。同様に、実行機能や情緒的安定性の個人差も大きく、社会的文脈に照らして自己を抑制し適切に行動することができるか否かは、今後の社会的適応に影響する可能性もある。これまでに得られている結果からは、乳幼児期の発達検査の結果や気質的特徴に関わらず小学校低学年までの時点では心理社会的問題を呈する児童は少ないといえるが、小学校高学年以上での適応と関連する要因を縦断的な研究を継続することにより明らかにしていく必要がある。児童養護施設に入所している児童の心理社会的発達の様相をとらえることが本研究の目的である。具体的には、児童および職員への面接調査や質問紙調査等によって、児童の適応の状態とそれに関わる要因を明らかにしていく。平成22年度は調査対象児童の語彙力、感情理解、実行機能、対人関係の枠組み、家族イメージ等の測定を行ったほか、新規入所児童の気質的特徴や発達検査など基礎的情報の収集も引き続き実施した。これまでに得られている結果より、入所児童と対照児童の間には語彙力、感情理解、実行機能において有意な差が認められ、全般的に入所児童では発達の速度が遅い傾向がみられている。また、CAT(幼児・児童絵画統覚検査)を用いた家族・親イメージの測定結果においても、自己を投影させるリスの選択において対照児童との間に違いがみられた。対人関係の枠組みも一般家庭の児童のもつ枠組みとは異なることが明らかになってきたが、職員や仲間の入れ替わりや小学校への入学など対人環境の変化に応じて枠組みを柔軟に対応させている児童がほとんどである。一方、小学校に入学した児童の中には学業面での課題が大きくなりつつある生徒も出てきたことから、知的側面や社会認知的側面の発達をどのように支援していくのかが今後の課題となろう。また、これまでの研究から、小学校低学年までに心理社会的に大きな問題を抱える児童はほとんどいなかったが、高学年にさしかかるころよりさまざまな課題に直面することも予想される。青年期への移行に際し肯定的な自己評価を維持していくためには、情緒安定性や性役割の柔軟性など子ども自身の特徴に加え社会的サポートも重要であることが予想される。今後の追跡調査により、児童養護施設入所児童の思春期青年期への移行を支える要因を明らかにしていく。
調和写像とヤング・ミルズ接続の研究

1.強擬凸多様体上のヤング・ミルズ接続について:強擬凸多様体上のヤング・ミルズ接続のモデュライ空間の構造を決定し、コーンのコホモロジーとの関係を明らかにした。2.調和写像:群不変な調和写像の構成・分類理論を作り、その応用として、高次元の双曲型空間から別の双曲型空間への調和写像の族を構成した。3.無限グラフのスペクトルの下限をグラフの幾何的量で評価する種々の結果を得た。4.指数的ヤング・ミルズ接続の概念を新しく与え、その性質・存在・安定性について調べ、種々の結果を得た。5.球面上のヤング・ミルズ接続のモ-ス指標について、ベストな下からの評価を得た。6.一般円錐面上の熱核:円錐面及びその一般化の上で、熱方程式を考えて、それの基本解を求めた。さらに解析的な指数を計算して、位相幾何的な量と一致することを示した。7.数理統計学:観測、実験、調査等の結果を処理する数理統計学の基本事項であるデータの処理・確率分布・標本分布・推定・検定・確率分布表の補間法について概説した。8.重み付きノルム不等式:ユークリッド空間上の関数の二項自乗関数に関するウィルソン予想について、それを少し修正すれば正しいことを示した。
主鎖型反応性有機金属ポリマーを経由する多彩なπ共役ポリマーの創成

本研究では主鎖の結合位置が規制されたチタナシクロペンタジエン骨格を繰り返し単位とした反応性有機金属ポリマーと様々な試薬の高分子反応を検討し、多彩な主鎖骨格をもつπ共役高分子を得る新しい合成手法を確立するとともに、パラレル合成の考え方に立脚した一連のπ共役高分子を一挙に合成する手法への展開を目指した研究を総合的に行った。まず、低原子価チタン錯体と2, 5-ジアルコキシ-1, 4-ジエチニルベンゼンとの重合により得られる主鎖の結合位置が規制された有機チタンポリマーと、各種スズ(IV)ハロゲン化物や塩化セレン(I)等の親電子試薬との高分子反応をそれぞれ行い、主鎖にスタンノールやセレノフェンなどの骨格をもつ対応するπ共役ポリマーが得られることを明らかにした。分子軌道計算、各種スペクトル、および電気化学測定の結果から、例えばスタンノール部位をもつポリマーは極めてLUMOのエネルギー準位の低い特異な電子状態をもつ材料であることが示され、高い電子輸送能をもつ材料としての応用の可能性が示された。また、本系では高分子反応に用いる有機スズ試薬由来のスタンノール上の置換基によって得られるπ共役ポリマーの性質を容易に制御できることが明らかになった。つぎに、有機チタンポリマーの合成に用いるジイン類の分子設計に立脚したπ共役高分子材料のパラレル合成の新手法の確立を目指し、光学的機能性の高効率な最適化、および不斉高次構造をもつ機能材料の構築をそれぞれ検討した。例えば、HOMO準位の高い複素環であるチオフェン骨格をもつジインから有機チタンポリマーを合成し、高分子反応により特にチタナサイクル部位をLUMO準位の低いホスホールやスタンノールなどに変換すると、長波長領域に吸収帯をもつバンドギャップの狭いポリマーが容易に得られることが示された。また、発光特性に優れたフルオレン部位をもつジインから有機チタンポリマー経由でπ共役高分子へと変換すると、高分子反応によって生じる環構造により発光色が青オレンジ色と顕著に変化することが示され、目的の機能をもつπ共役高分子材料を効率よく得るための新しい合成手法としての有用性が明確に示された。本研究では主鎖の結合位置が規制されたチタナシクロペンタジェン骨格を繰り返し単位とした反応性有機金属ポリマーと様々な試薬の高分子反応を検討し、多彩な主鎖骨格をもつπ共役高分子を得る新しい合成手法を確立するとともに、パラレル合成の考え方に立脚した一連のπ共役高分子を一挙に合成する手法への展開を目指し、本年度は特に以下の研究を実施した。まず、低原子価チタン錯体と2,5-ジアルコキシ-1,4-ジェチニルベンゼンとの重合により得られる主鎖の結合位置が規制された有機チタンポリマーとジメチルスズ(IV)ジクロリドとの高分子反応を検討した結果、これまでに例のない主鎖にスタンノール骨格をもつπ共役ポリマーが得られることが明らかになった。各種スペクトルおよび分子軌道計算め結果などから、本ポリマーが極めてLUMOのエネルギー順位の低い特異な電子状態をもつ材料であることが示された。また、本系では高分子反応に用いる有機スズ試薬を選び、スタンノール骨格のスズ上の置換基を変更するだけで、得られるπ共役ポリマーの性質を容易に制御できることが明らかになった。例えば、四塩化スズとの反応により得られる塩素を置換基にもつ含スタンノールポリマーの場合、紫外可視吸収スペクトルにおいて吸収極大が518nm、吸収端が750nmと長波長領域に観測され、電気化学測定の結果ど併せて判断すると、LUMOのエネルギー順位が-4. OeVと見積もられ、新しい電子輸送材料などへの応用の可能性が示唆された。

また、発光特性に優れたフルオレン部位をもつジインから有機チタンポリマー経由でπ共役高分子へと変換すると、高分子反応によって生じる環構造により発光色が青オレンジ色と顕著に変化することが示され、目的の機能をもつπ共役高分子材料を効率よく得るための新しい合成手法としての有用性が明確に示された。
医療処置を要する初期認知症高齢者のためのケアアセスメントモデルの開発に関する研究

介護認定審査未申請で医療処置を要する在宅高齢者に認知症が疑われた場合、在宅での生活を継続するには、セルフケアに関するアセスメントに基づく早期介入での二次合併症予防と認知症への対処が不可欠である。先行研究では、そうした在宅支援の早期介入において、医療施設の地域連携室または看護外来の看護師による適切なケアアセスメントが重要な役割を果たすことが示唆された。そこで、本研究では、介護認定審査未申請で医療処置を要する在宅高齢者に認知症が疑われた場合、医療施設の地域連携室または看護外来の看護師に求められるケアアセスメントのあり方を知るため、まず、「初期認知症高齢者」「在宅支援」「医療処置」「アセスメント」「地域連携」をキーワードに文献検討を行った。その結果、国内文献では、退院支援や認知症診断での事例報告、保健活動報告、地域連携クリティカル・パスの実施評価に関する報告はあるが、医療処置を要する在宅高齢者に認知症が疑われた場合の看護職による明確なケアアセスメントに関する報告はみあたらなかった。海外文献では、各国の社会保障制度の違い、各専門職の法的責任とその役割の違いを考慮した上で、本研究テーマに沿い、海外と日本の看護職の差異と今後の課題をいかに明確にするか検討しているところである。これらの資料もとに、2012年3月、医療処置を要する認知症高齢者の在宅支援経験あるケア専門職(看護師、保健師、社会福祉士、介護支援専門員)を対象とし、そのケアアセスメントの実態についてヒアリングを行った。今後、国内外文献検討とヒアリングの結果をもとに、ケアアセスメント項目を具体的に検討する予定である。
応用領域にあらわれる非線型偏微分方程式の研究

1.界面方程式の研究曲率流、あるいは一般に、曲率に依存して発展する界面の運動は、物質科学を含む応用領域科学において近年その重要性がますます認識されてきている。今年度はこれら界面の曲率に依存する発展が、特異なpatternに結び付く場合を、具体的にはらせん模様を現出する場合を考察した。自然界に見られるらせん模様は、その形成の仕方から多くはArchimedesらせんでよく近似される。単純な曲率流の自己相似解としてはArchimedesらせんは得られないことをまず示した。Russiaの物理学者達が導出した運動学的界面方程式の場合には、漸近的にArchimedesらせんを導く解が存在することを示した。2.流体方程式の研究多くの流体方程式は、現在でも応用科学における基礎方程式である。しかし数学としてそれらは難しい対象である。3次元Navier-Stokes方程式の時間大域解の存在は今でも未解決で、そのため大域解が存在するための十分条件が広く議論されている。温度が有界ならば問題は肯定的であるというのはよく知られている。今年度は3次元Boussinesg方程式に関して大域解が存在するための十分条件を考察した。温度と流体との相互作用を記述するのがBoussinesg方程式であるが、そこでも温度が問題の支配的な量であることが示された。1.曲率流方程式の解析。自然界においては,非線型効果に起因する自己組織化により,種々の美しい模様が現れることがある。例えば化学反応でのBelousov-Zhabotinsky(BZ)反応器におけるらせん模様などである。一般的には反応拡散系によるモデル化が行われており,大きな成功をおさめている。一方,模様を曲線で近似しその曲線の運動を考察することで,これら現象を理解しようという試みもある。このときは曲線の曲率流方程式が導かれることになり,数値計算による実験との高い整合性が報告されている。今年度の主要結果は,これら曲線の曲率流方程式の解析を,定常状態の場合にほぼ完全に与えたことである。そこでは,幾何学において研究されてきた平面曲線の曲率流の自己相似解の方法が重要な役をしている。実験で示されているArchimedesらせんの存在を解析的に証明したが,これはこの方程式についておそらく初めての結果である。2.流体方程式の研究。磁気流体方程式について研究し,解の一意性が成立する判定条件を与えた。圧力項の重要性を示唆している。
非A非B型肝炎の血清学的診断法の確立

輸血後の非A非B型肝炎の血清診断の為の抗原抗体探しは1970年代後半B型肝炎と同じように感染初期の血清と回復期の血清を使って進められた。多くの報告で確かに沈降線が見られたがこれらは総て非特異的なものであった。血清の感染性からみても血清中に十分なウイルス抗原はないのである。また慢性化し易かったり、再感染があったり抗体反応もあまり強いとは思えない。そこで我々は十分な抗体はないにしろウイルスの抗原刺激を受けたリンパ球はあるはずであるから、そのリンパ球をとってモノクロ-ナル抗体を作ればよいという考えで作業を進めた。感染したチンパンジ-の回復期のリンパ球をEBウイルスで癌化させ、沢山のクロ-ンを得た後,その中から非A非B型肝炎に特異的なクロ-ンをピックアップしていったのである。確かに48-1抗体という非A非B型肝炎に特異的なモノクロナ-ル抗体を得た。しかしこれに対応する抗原をコ-ドする遺伝子はsomaticな遺伝子とハイブリ、感染により特異的に発現される蛋白であることが明かになった。そこでC型肝炎ウイルス遺伝子のクロ-ニングを試み、NS5の部分の遺伝子をとることに成功した。このC型肝炎ウイルスの株はカイロン社のものとかなり塩基配列が異なることも明かになった。このNS5の部分を発現させて抗原とし抗体のアッセイ系を作った。陽性例はカイロン社のC-100抗体陽性とほぼ一致したが若干のディスクレパンシ-も見られる。これはウイルス株の違いによるものかも知れない。更に別々にNS5の領域及びNS3とNS4の間の領域を使いPCR法による核酸のアッセイ系を作った。日本の株の塩基配列を用いた場合とカイロン社の塩基配列を用いた場合の結果はおのずから異なる。現在更に別の部分の遺伝子により発現された蛋白を使って急性のC型肝炎の診断が出来るアッセイ系の確立を試みている。輸血後の非A非B型肝炎に関連したモノクローナル抗体を感染したチンパンジー及びヒト患者のリンパ球から確立した。この48ー1抗体は感染したチンパンジーの肝細胞に出現するmicrotubular aggregateに対する抗体である。この抗原は非A非B型肝炎に感染したチンパンジーの肝細胞に出現するがまたデルタ肝炎に感染したチンパンジーに出現することも明かになった。又非A非B型肝炎に感染したチンパンジーでは肝細胞のみでなく副腎皮質の細胞に出現することも明かになった。このmicrotubular aggregateの抗原を精製した。また感染したチンパンジーの肝臓からmRNAをとりcDNAとしてクローニングし、その何百万というクローンから48ー1モノクローナル抗体を使ってこの抗原をコードするcDNAを釣り上げた。ただこのcDNAをチンパンジーのDNAに当ててみると細胞のDNAであることが明かになった。つまりMicrotubular aggregateはウイルスの遺伝子で読まれている抗原ではなく、非A非B型肝炎ウイルスの感染にさいして特異的に発現される細胞の蛋白であることが明かになった。その後B型肝炎ウイルスに感染したチンパンジーにインターフェロンインデューサーを同時に投与するとこの48ー1抗原がB型肝炎にもかかわらず発現されることが明かになった。インターフェロン産生と関係あるものと思われる。次にウイルスの遺伝子で読まれている抗原に対するモノクローナル抗体を取るべく、感染したチンパンジーのリンパ球をEBウイルスでトランスフォームしてモノクローナル抗体作製を試みた。しかし何回繰り返しても常に取れるのはmicrotubular aggregateに対する抗体で他の抗体をうることは出来なかった。
ヒト男性不妊症の原因遺伝子群の解明及び臨床医学への応用

我々は今日までヒト無精子症患者からのDNAを用いて次世代シークエンス法によるエクソーム解析を行い、ヒトの全遺伝子群からすでにSCOS及びMAによる無精子症の原因候補遺伝子群を多数同定してきた。mutationを認めた遺伝子群に関しては各々従来法のシークエンス解析にて確認後、その遺伝子が本来有する機能に応じてmutationを有する配列に関して蛋白レベルの機能解析後、原因遺伝子を同定する。さらにノックアウトマウスを作製し、発生段階での病態機序を解明する。
琵琶湖の地域創造に関する総合的研究

本研究の最終年度にあたり、昨年度に行った地域調査結果をまとめると同時に、主として執筆活動に力点を置いた。結果的に、本研究の成果を一つのものとしてまとめるに至っていないが、その理由は二つある。その理由の一つは、「地域創造」という場合には、まず地域の実態を適格に把握しておかねばならず、各担当者ともその点に大きな力を入れねばならなかったということである。もとより、琵琶湖地域に関する実証分析としては成果をあげ、かつ一部は公表してきている。その第二の理由は、本研究と並行して行った研究、すなわち「琵琶湖周辺地域の総合的研究」との関連で、各担当者とも、その執筆に時間をとられたということである。この研究については、本研究の成果も含めて、『琵琶湖地域の総合的研究』(文理閣)として1994年3月に刊行している。『琵琶湖地域の総合的研究』(代表者は本研究と同じ杉野である)は、いわば実証分析や現実の諸問題を主として対象としたものであり、本研究にとっては基礎的研究となすものである。したがって、本研究の進行状況は、まさに「地域創造」という政策的視点に立った研究の成果を文章化し、それを一冊の書物として刊行すべく準備中である。具体的に云えば、琵琶湖開発関連の法制、環境政策などについては、研究協力者がすでに執筆し、公表している。漁業、工業、技術については、すでに執筆を終了し、相互討議を経て、『立命館地域研究』(第5号・古今書院)として刊行を予定している。なお、一カ年経過した段階では一応の成果を簡易製本し、1995年度中に、一冊の研究書として刊行する検討している。共同研究の初年度としては以下のような研究活動をおこなった。共同研究活動:共同研究者の分担課題を明確にすると同時に研究対象と方法について相互意見を交換し、各担当者の研究課題を明確にした。さらに、琵琶湖地域の開発がいわば大阪大都市圏域の外延的発展と深く関連しているので、大阪産業開発研究所の部長を含めた共同研究、すなわち近畿圏における産業動向および大阪経済の現状と問題点に関する共同研究おおこなった。共同研究会の開催回数は四回。現地ヒアリング調査:琵琶湖をめぐる開発計画および周辺地域における進行政策については、地元の地方公共団体による所政策によるところが大きい。したがって、滋賀県庁をはじめ近江八幡市役所や長浜市役所など周辺地域における振興計画についてヒアリング調査を行った。また琵琶湖の将来については、ここに生計を求めている漁民の動向と深く関連しているので、琵琶湖地域で最も大きな漁業基地となっている近江八幡市沖ノ島の漁業協同組合でヒアリングを行った。資料収集活動:琵琶湖の開発方向を検討する場合には、これまでの歴史や経済的発展過程について検討し、かつこれらを十分にふまえる必要がある。このため各地域における歴史的文献とりわけ市町村誌などを意識的に収集した。また琵琶湖周辺地域の発展は単に経済的あるいは技術的な側面だけでなく、歴史的風土であるという点から文化や民族に関する諸文献をも収集した。さらに国土庁や通産省などの国土開発、リゾート、ウオーター・フロントなどの諸構想に関する資料はもとより、滋賀県や地方公共団体の振興計画書や諸統計などについても収集した。資料整理活動:収集した諸資料については、各市町村ごとに整理し、かつ統計的にも利用が便利なように人文科学研究所の地域研究室にまとめ、これを一覧できるようにした。なお、科学研究費の交付が平成4年の暮れであったことも手伝って、現段階では公表できる研究成果は挙げていない。本研究の最終年度にあたり、昨年度に行なった地域調査結果をまとめると同時に、主として、執筆活動に力点を置いた。結果的に、本研究の成果を全体としてまとめ、一つのものとしてまとめるに至っていないが、その理由は二つある。その一つは、「地域創造」という政策的研究の前提として、地域の実態を的格に把握する必要があり、各担当者ともその点に大きな力を入れねばならなかったということである。

第二は、本研究と並行して行なった「琵琶湖周辺地域の総合的研究」との関連で、その執筆に時間をとられたということである。もっとも、本研究と関連させて、『琵琶湖地域の総合的研究』(代表者は杉野圀明)を刊行したことは一つの成果としてみておきたい。なお、研究協力者によって、琵琶湖関連の法制、環境政策については一定の成果をあげており、本研究者の担当課題である漁業、工業、技術については、政策視点に立った研究にするため、集団討議をふまえて『立命館地域研究』(第5号)として刊行を予定している。
ヒト好中球に発現するCEAファミリー細胞接着分子の生理的機能の解析

BGP(CD66a),CGM6(CD66b),NCA-50(CD66c)等のCEAファミリータンパクの好中球における生理的機能を明らかにすることを目的として、組換えタンパクの調整、細胞接着実験モデルの作製、細胞活性化との関連の解析等を行った.1.バキュロウイルス/カイコ発現系を用いて組換えタンパクの大量調製を行い、精製されたタンパクの性質を調べ、さらにタンパクに特異的なモノクローナル抗体を作製した.組換えタンパクの産生は、BGPg,NCA-50およびCGM6のcDNAをトランスファーベクターpBK283に組み込み、バキュロウイルスDNAと共にカイコ細胞株BmN4にトランスフェクトと組換えウイルス液を得た.純化した組換えウイルス液をカイコ5令虫に皮下注射して4日後の体液(hemolymph)を採取し、組換えタンパクをCon A affinity、抗NCA抗体affinity、陽イオン交換カラム、ゲルろ過により精製し2-4mgのタンパクを得た.これらの組換タンパクを固相化し細胞接着活性を測定した結果、細胞間の凝集反応により調べられた細胞接着活性とほぼ同じ結果がより定量的に得られた.組換タンパクの糖鎖をのぞいた場合にも、NCA-50とCGM6間の接着は影響を受けず、少なくとも一方の糖鎖は接着に関与していないことが明らかになった.また組換えBGPタンパクでマウスを免役し、BGPとのみ反応するモノクローナル抗体を得た.この系によって産生された組換えCD66タンパクやモノクローナル抗体は好中球のCD66抗原の機能を解析する上で有用であると考えられる.2.大腸癌由来HT29細胞をクローニングし、極性を有しCEAをapical側にのみ発現する正常大腸粘膜様上皮モデルを作製した.3.好中球より抗CGM6抗体は分子量55-60Kのリン酸化されたタンパクをCGM6と共に沈降させた、GPI型タンパクのこのタンパクはlyn,lckとは異なるものと考えられた.4.遺伝子クローニングによりNCA-50は単球系細胞にも発現し、細胞の分化によりその発現は低下することがわかった.BGP(CD66a),CGM6(CD66b),NCA-50(CD66c)等のCEAファミリータンパクの好中球における生理的機能を明らかにすることを目的として、組換えタンパクの調整、細胞接着実験モデルの作製、細胞活性化との関連の解析等を行った.1.バキュロウイルス/カイコ発現系を用いて組換えタンパクの大量調製を行い、精製されたタンパクの性質を調べ、さらにタンパクに特異的なモノクローナル抗体を作製した.組換えタンパクの産生は、BGPg,NCA-50およびCGM6のcDNAをトランスファーベクターpBK283に組み込み、バキュロウイルスDNAと共にカイコ細胞株BmN4にトランスフェクトと組換えウイルス液を得た.純化した組換えウイルス液をカイコ5令虫に皮下注射して4日後の体液(hemolymph)を採取し、組換えタンパクをCon A affinity、抗NCA抗体affinity、陽イオン交換カラム、ゲルろ過により精製し2-4mgのタンパクを得た.これらの組換タンパクを固相化し細胞接着活性を測定した結果、細胞間の凝集反応により調べられた細胞接着活性とほぼ同じ結果がより定量的に得られた.組換タンパクの糖鎖をのぞいた場合にも、NCA-50とCGM6間の接着は影響を受けず、少なくとも一方の糖鎖は接着に関与していないことが明らかになった.また組換えBGPタンパクでマウスを免役し、BGPとのみ反応するモノクローナル抗体を得た.この系によって産生された組換えCD66タンパクやモノクローナル抗体は好中球のCD66抗原の機能を解析する上で有用であると考えられる.2.大腸癌由来HT29細胞をクローニングし、極性を有しCEAをapical側にのみ発現する正常大腸粘膜様上皮モデルを作製した.3.好中球より抗CGM6抗体は分子量55-60Kのリン酸化されたタンパクをCGM6と共に沈降させた、GPI型タンパクのこのタンパクはlyn,lckとは異なるものと考えられた.4.遺伝子クローニングによりNCA-50は単球系細胞にも発現し、細胞の分化によりその発現は低下することがわかった.まず可溶性抗原を大量に得るため、バキュロウイルス発現系を用いてNCA-50/90,CGM6,BGPgおよびCGM7の組み換えタンパクの作製を試みた.分泌型タンパクにするためC端相当部を除いたcDNAをpBK283ベクターに挿入し,ウイルスDNAとともにBmN4細胞にトランスフェクトした.クローニング後カイコに感染させ,体液より抗NCA抗体を用いたアフィニティクロマトにより組み換えタンパクを精製した.体液中のNCA-50/90の濃度は約1.3mg/mlと非常に高濃度であった.

組み換えNCA-50/90は約45kDaで好中球のNCA-50/90の半分の大きさであったが,ペプチド部分の大きさがほぼ同じことから,糖鎖は不完全であるがペプチド部分はほぼ完全なものと考えられた.他の3つの組み換え抗原は現在精製中であるが,この系では従来の高等動物細胞を用いる系に比べ100倍以上のタンパク量が得られ,細胞接着の解析だけでなく,抗体の作製やタンパク自体の解析にも役立つものと考えられる.次に好中球と組織との接着の実験モデルを作製するため,ヒト大腸癌由来HT29細胞をグルコース不含培養液中で培養することにより分化を誘導し,クローニングによりCEA高産生株を選んだ.このクローンは,ニトロセルロース膜上で培養することにより単層を形成した.この単層はCEAが細胞の頂端側表面に極在することなどから,正常大腸粘膜上皮によく似た性質を持つと考えられた.この単層で仕切られた上槽に好中球を,下槽に遊走因子を入れ,好中球との相互作用とそれに対する抗NCA-50/60,CEA,CD67抗体の影響を解析中であるが,この系は糖鎖を介さない,CEAファミリー抗原どうしによる細胞接着を解析するうえで有用であると期待される.好中球に発現するCEAファミリータンパクBGPg,NCA-50およびCGM6の組換えタンパクを調製し、それらの性質と細胞接着能を調べた。BGPgはもともと分泌型であるのでそのまま、膜結合型のNCA-50とCGM6は分泌型のタンパクをコードするように変えたcDNAを、それぞれトランスファーベクターに組み込みバキュロイウルスDNAと共にカイコ細胞株にトランスフェクトした。培養上清をスクリーニングして得た組換えウイルス液をカイコ5令中に皮下注射し、4日後の体液中の組換えタンパク濃度を抗NCA-50抗体を用いたRIAで測定すると0.2-1.3mg/mlを示した。体液よりNCA-50は抗体カラムにより、またBGPgとOGM6陽イオン交換とゲルろ過により精製した。いずれの精製タンパクもSDS-PAGEにより約4-5万の単一のバンドとして同定された。これらの組換えタンパクを固相化し、各抗原のN-末端からAB-ドメインまで異なる決定基を認識するCD66抗体との反応性を比較したところ、いずれの抗体でも認識され、それぞれのペプチド部分はほぼ完全に合成されていることが示唆された。また固相化タンパクにCEAファミリータンパクを発現させたCHO細胞を加え、細胞接着能を測定した結果、細胞間の凝集反応による接着活性とほぼ同じ結果が得られた。これらの接着は上記CD66抗体による抑制試験により各タンパクに特異的でN-ドメインが重要であることが確認された。またこれらの接着における糖鎖の関与はまだ明らかではなかったが、TFMSAで糖鎖を除いた場合にも、NCA-50とCGM6間の接着は影響を受けず、少なくとも一方の糖鎖は関与していないことがわかった。今後これらの組換えタンパクの存在が好中球への直接的刺激になるかどうか、また他の刺激による好中球の活性化に影響するかどうかを調べる予定である。
任意物体の精細な触覚情報を保存・再現する高臨場感感触シミュレータの開発

マイクとスピーカ,カメラとディスプレイに代表される様々な音響映像・画像機器に関する研究開発が大きく進んだことで,あらゆる状況における視聴覚情報の保存と再生が可能となったが,人間には視覚と聴覚のみならず触覚・力覚器官も備わっているにも関わらず,未だ方今の科学技術では触覚・力覚情報については扱え切れていないのが現状である。そこで本研究では,非線形な力学的特性を考慮した感触保存・再現アルゴリズムを開発し,さらに,モータ駆動用低雑音・高精度・高効率なダイオードクランプリニア増幅器を開発した。本技術の確立により,産業分野や医療分野,介護福祉分野において有用な高臨場感感触シミュレータが実現可能となる。現在の科学技術ではマイク,スピーカ,カメラやモニタ等の音響映像機器の発達により,あらゆる環境の視聴覚情報の保存と再生が可能となっている。しかしながら,未だ方今の科学技術では触覚情報については扱え切れていないのが現状であり,様々な物体の触覚情報の保存と再現は,対象物体の複雑さに加え,アクチュエータ制御システムの制御性能が課題となり,困難を極める。そこで本研究では,まず,従来手法では不可能であった環境剛性が複雑に変化する非線形環境の保存と再現を,物理モデルに基づく新しい触覚解析・制御アルゴリズムによって実現する。次に,ダイオードクランプリニア増幅器を用いた広帯域電流制御系と広帯域外乱オブザーバを適用し,さらに制御器設計手法を確立することで,従来手法において問題となっている力制御系の制御性能を大幅に向上する。提案技術に基づいて産業・医療分野において有用な高臨場感感触シミュレータを開発することが本研究開発の目的である。これまでの研究により,対象物体の剛性が位置に従って複雑に変化する問題,および力制御系の制御性能の問題により正確な触覚の保存と再現が困難になることが明らかとなっている。本研究では,前者を課題1,後者を課題2とし,これらの課題の解決に力を注ぐことで,最終的に任意物体の感触の再現性の向上を目指す。課題1に対しては,非線形バネ特性を考慮した感触保存・再現アルゴリズムの開発によって解決を図る。一方の課題2に対しては,表面磁石形同期モータの駆動用に低雑音・高精度・高効率なダイオードクランプリニア増幅器を開発し,高速な電流制御および広帯域外乱オブザーバを実装することで広帯域力制御を達成する。初年度においては,課題1の「対象物体の剛性が位置に従って複雑に変化する問題」に対して,物体の位置と力の関係を取得するアルゴリズムの理論面での検討およびシミュレーションと実機実験による検証を行った。多自由度アクチュエータの場合での離散周波数変換(DFT)を利用した剛性力と粘性力の分離手法についても検討を行い,制御ソフトウェアの開発も実施した。また,永久磁石形同期モータを用いた試作実験装置の設計が完了しており,モーションコントロールが可能であることを検証している。開発しているアクチュエータシステムに,力制御系を内部ループに持つ運動量制御系を実装することで,微分演算に起因する雑音を抑制し,正確な触覚情報をオペレータに呈示することが可能となる。これと平行して課題2の「力制御系の制御性能の問題により正確な触覚の保存と再現」については,ダイオードクランプリニア増幅器の開発と実機実験の評価を行った。従来のダイオードリニア増幅器ではn型とp型のMOSFETが必要となり,設計の困難さと増幅器性能の低下が問題となっていたが,提案手法ではn型MOSFETのみで増幅器を構成できるため設計が容易となり性能も向上する。広帯域な外乱推定が可能となる状態オブザーバの理論解析,シミュレーションも行われた。さらに,複雑に変化する環境剛性を考慮した力制御系の理論解析と制御手法の検証を実施した。マイクとスピーカ,カメラとディスプレイに代表される様々な音響映像・画像機器に関する研究開発が大きく進んだことで,あらゆる状況における視聴覚情報の保存と再生が可能となった。ところが,人間には視覚と聴覚のみならず触覚・力覚器官も備わっているにも関わらず,未だ方今の科学技術では触覚・力覚情報については扱え切れていないのが現状である。その困難さの原因は,実世界の物体の力学的特性は大変に複雑であることに加え,感触の保存と再現に不可欠なアクチュエータ制御システムの制御性能の要求を満たすことが難しいことにある。そこで本研究では,第一に,従来手法では不可能であった力学的特性が複雑に変化する非線形環境の保存と再現を,物理モデルに基づく新しい触覚解析・制御アルゴリズムによって実現する。第二に,ダイオードクランプリニア増幅器と呼ばれる新しいモータ駆動回路を用いた広帯域力制御系を実装し,さらに制御器設計手法を確立することで,従来手法において問題となっている力制御系の制御性能を大幅に向上する。先行研究により「実世界の物体の力学的特性が押し込み位置・速度・加速度に従って複雑に変化してしまう問題」と「保存・再現時に用いられる力制御系の制御性能の問題」の二つの問題により触覚・力覚感触の保存と再現が困難になることが分かっている。そのため本研究では,前者の問題を課題1,後者の問題を課題2と定義し,これら二つの課題の解決に力を注ぐことで,最終的に任意物体の感触の再現性の向上を目指す。課題1に対しては,非線形な力学的特性を考慮した感触保存・再現アルゴリズムの開発によって解決を図り,一方の課題2に対しては,モータ駆動用低雑音・高精度・高効率なダイオードクランプリニア増幅器を開発することで解決する。本技術の確立により,産業分野や医療分野,介護福祉分野において有用な高臨場感感触シミュレータを実現できる。