hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
民間非営利組織による住宅供給・管理事業のビジネスモデルと支援システムに関する研究

特定非営利活動法人が行う住宅関連の活動は、主に高齢者等の社会的弱者を対象にした住宅供給や入居支援であり、多様な事業を実践していることが確認された。しかし事業収入を確保するのは難しく、関係者や地域住民からの出資や公的制度からの拠出・補助が必要であり、経営的に厳しい部分がみられた。事業を持続可能にするには、住宅分野と福祉分野の連携、公共と民間の役割分担などの、社会的な仕組みが必要と考えられる。「住宅の供給・管理事業を行うNPOの活動及び経営の実態について、全国的な状況を把握する」という本年度の研究実施計画に基づいて、住宅分野で活動を行うNPOの活動・経営実態に関する資料について、事業年度終了後に所轄庁に提出する「事業報告書」「収支計算書」等の活動資料の複数の年度分を、全国の団体について広く収集した。これらの収集した資料、及びこれまでに申請者が収集した団体に関する基礎情報などを統合して、住宅関連NPOの活動情報データベースを構築している。構築に要する作業量が膨大だったため、データベースはまだ完成にまでは至っていないが、全国の団体の活動と経営の実態がおおよそ把握出来る状況には整理されている。こうしてとりまとめた本データベースの情報を用いて、高齢者・障害者等の住宅弱者に対して賃貸住宅への入居並びに居住の支援活動を実施する団体に関して、活動の実態及び収支状況に関する分析を実施し、ビジネスモデル検討のための第一段階的な作業を行った。当初の研究実施計画では、このデータベースを用いて、特徴的で良質な活動を継続して実施しており、経営的にも安定しているNPOを選定し、当該団体の「ビジネスモデル」を明らかにするために必要な、活動内容・収支・経営状況のより詳細な実態を把握するためのヒアリング調査を行う予定だったが、前述の通りデータベース構築に時間がかかったため、本年度は調査は実施出来なかった。この部分については、引き続き来年度に実施していく予定である。「住宅の供給・管理及び居住支援の事業を行うNPOの活動及び経営の実態について、個々の団体の具体の状況を把握する」との本年度の研究実施計画に基づいて、特徴的な住宅の供給・管理事業を実践し成果をあげているNPOへのヒアリング調査を行った。民間賃貸住宅への入居支援及び入居後の生活援助を行う団体、障害者が入居できる民間賃貸住宅の情報提供を行う団体、建設会社と協力して障害者向けのバリアフリー賃貸住宅を供給した団体、既存戸建住宅を活用したシェアハウスを供給し管理する団体など、多岐に渡る団体を対象にして、活動内容及び収支・経営状況、今日の活動に至るまでの経緯や課題の克服方法、外部の団体からの支援の有無や協力関係等に関する、個別具体の情報を調査した。これらの情報を元に、各団体の持つ「ビジネスモデル」を考察している。当初の研究実施計画では、同様の事業を実施しているあるいは立ち上げようとしているが成果があがっていないNPOへのヒアリング調査も予定していたが、上記の成果をあげている団体の抽出及び調査の作業に時間がとられたこと、及び団体にアプローチをしたが調査への協力が得られなかったことから、本年度中には実施できなかった。この部分については、来年度に実施していく予定である。また、昨年度主に作業を行った住宅関連NPOの活動情報データベースに関して、新たな年度分の「事業報告書」「収支計算書」等の活動資料、及び新規に情報公開がされた所轄庁に属する団体の資料を収集し、データベースの情報を最新のものに更新している。「住宅の供給・管理を実践し成果をあげているNPOへのヒアリング調査」として、障害者と健常者が共に住むコレクティブハウスやシェアハウスを開設・運営する団体、高齢者向けの支援サービス付き集合住宅を開設・運営する団体、民間賃貸住宅への社会的弱者の入居支援及び入居後の生活支援を行う団体、等のヒアリングを実施し、活動内容及び収支・経営状況、今日の活動に至るまでの経緯や課題の克服方法、外部の団体からの支援の有無や協力関係等などの、各団体の「ビジネスモデル」に関する個別具体の情報を調査した。なお、当初の研究実施計画では、同様の事業を立ち上げようとしているが成果があがっていないNPOへのヒアリング調査も予定していたが、そのようなNPOの把握は困難であり、結局何らかの形で事業を立ち上げている団体のみの調査となった。これらの調査してきた個々の団体・個別の事例での活動内容を整理し、公的な福祉の枠組を活用して開設・運営資金を得るタイプ、母体の会社・団体による社会貢献の位置づけで資金・人材等を得るタイプ、関係者や地域住民からの支援によって資金や資源を得るタイプ、などのビジネスモデルの形を提示した。このタイプ整理に基づき、この間構築してきたNPOの活動・経営実態に関するデータベースを用いて、西日本のNPOが行う住宅関連活動の事業タイプを分類した。以上を受けて、それぞれのビジネスモデルのタイプが持つ特徴と課題を整理し、事業を持続可能にするために必要となる、公的な政策や助成のあり方、及び民間企業等の営利事業との連携策などの方策を検討し、支援システムの構想を示した。
アフリカ タンガニイカ湖の魚類を中心とする生物群集の多様性に関する研究

アフリカ大地溝帯域の巨大湖でのカワスズメ科魚類(シクリッド)の著しい適応放散は、脊椎動物のなかでは他に例を見ないものである。そのなかでもタンガニイカ湖のシクリッドは、アロザイム分析からも明らかになったように(Nishida 1991)、東アフリカのすべての古い系統群を保存する多彩な複合グループから成り立っていて、その生態学的な分岐はもっとも著しい。シクリッドでは、子供が稚魚になるまで長期間保育するので浮遊期が欠落している。そのため、個体の分散が限定され、岩礁性の種にとっては砂浜が、砂地性の種にとっては岩礁が遺伝子交流のバリアになっている。したがって、湖内の地理的に離れた場所では、生息環境が類似していても、魚類群集の構成メンバーは微妙に異なっている。ある群集のニッチが他の群集では同一食性ギルドの別種によって置き換わっていたり、同種であっても形態的・色彩的に異なるモルフが占めていたりする。このように大枠では類似しながらも微妙に差異のある群集の比較は、群集内にはたらく諸力の解明のための有効な研究方法である。本プロジェクトでは、当初、南北に細長く600kmのびるタンガニイカ湖の西湖岸全域を調査対象とする予定であったが、この区域の大半を領するザイールが1991年10月政情不安に陥り、爾来渡航自粛勧告が出されているので、調査域を南端のザンビア及び北端のブルンジに限定せざるを得なくなった。そこで、(1)比較的小さいスケールでの群集比較および構成種の地理的変異調査、(2)一つの群集内での、各魚種の場所利用、産卵・繁殖行動、配偶システム、摂餌行動、および種内・種間関係の観察、(3)群集の構成メンバーの分類学的位置の再検討、に主眼を置くこととした。(1)については、湖南端約60kmの湖岸線の10ヶ所余りの地点で種類組成、各種の個体数密度、垂直分布などを調査し、また代表的な30余種については色彩および形態の地理的変異も調べた。その結果、(a)砂地性の種より岩礁性の種に地理的変異が著しいこと、(b)少なくともこの5万年は存在し続けた幅数キロの砂浜が、岩礁性の多く種にとって遺伝子交流のバリアになっていること、(c)ベントス食者では、群集間でかなり明瞭な置き換わりが起こり、近縁種の有無によって形質置換が起こっていること、が明らかとなった。また、これまでほとんど調査されることのなかった水深60-180mの魚類を刺し網で多数採集し、深場の魚類群集が動物プランクトン食者、ベントス食者、魚食者、鱗食者の肉食者のみから構成されていることが明らかとなった。(2)については、主にザンビアのムプルング周辺で継続的な調査を行った。主な成果は下記のとおりである。(a)局所的に高密度で分布する巻き貝の死殻が産卵・保育の基質としてシクリッドによって広く利用されている。他の地域で岩礁の穴などを産卵・保育場所としている種が貝殻を利用している場合には、貝殻の内部のスペースが限定されているため、雌または雌雄両方が顕著に矮小化していた。このことは、基質の利用可能性と対応して成熟サイズの可塑性が高いことを示唆している。(b)これまでの調査で、タンガニイカ湖魚類群集内のさまざまな協調的・相互依存的な関係が示されているが、今回の調査でも、保育中の大型魚食者の存在が、別の魚種の群れの「見張り役」になっている例や、定住性の強い種の種内・種間を問わぬ非選択的攻撃が、近くにいる種の保育効率を上昇させている例などが明らかになっている。(3)については、現在、採集した標本に基づいて北端と南端に分布するシクリッドの分類学的再検討を進めている。模式標本との比較によって、Xenotilapia属などいくつかのグループの再検討はほぼ完了した。また、DNA分析によって、シクリッド全体の系統を再検討するとともに、種内の地理的な遺伝的分化も現在検討している。

本プロジェクトでは、当初、南北に細長く600kmのびるタンガニイカ湖の西湖岸全域を調査対象とする予定であったが、この区域の大半を領するザイールが1991年10月政情不安に陥り、爾来渡航自粛勧告が出されているので、調査域を南端のザンビア及び北端のブルンジに限定せざるを得なくなった。そこで、(1)比較的小さいスケールでの群集比較および構成種の地理的変異調査、(2)一つの群集内での、各魚種の場所利用、産卵・繁殖行動、配偶システム、摂餌行動、および種内・種間関係の観察、(3)群集の構成メンバーの分類学的位置の再検討、に主眼を置くこととした。(1)については、湖南端約60kmの湖岸線の10ヶ所余りの地点で種類組成、各種の個体数密度、垂直分布などを調査し、また代表的な30余種については色彩および形態の地理的変異も調べた。その結果、(a)砂地性の種より岩礁性の種に地理的変異が著しいこと、(b)少なくともこの5万年は存在し続けた幅数キロの砂浜が、岩礁性の多く種にとって遺伝子交流のバリアになっていること、(c)ベントス食者では、群集間でかなり明瞭な置き換わりが起こり、近縁種の有無によって形質置換が起こっていること、が明らかとなった。また、これまでほとんど調査されることのなかった水深60-180mの魚類を刺し網で多数採集し、深場の魚類群集が動物プランクトン食者、ベントス食者、魚食者、鱗食者の肉食者のみから構成されていることが明らかとなった。(2)については、主にザンビアのムプルング周辺で継続的な調査を行った。主な成果は下記のとおりである。(a)局所的に高密度で分布する巻き貝の死殻が産卵・保育の基質としてシクリッドによって広く利用されている。他の地域で岩礁の穴などを産卵・保育場所としている種が貝殻を利用している場合には、貝殻の内部のスペースが限定されているため、雌または雌雄両方が顕著に矮小化していた。このことは、基質の利用可能性と対応して成熟サイズの可塑性が高いことを示唆している。(b)これまでの調査で、タンガニイカ湖魚類群集内のさまざまな協調的・相互依存的な関係が示されているが、今回の調査でも、保育中の大型魚食者の存在が、別の魚種の群れの「見張り役」になっている例や、定住性の強い種の種内・種間を問わぬ非選択的攻撃が、近くにいる種の保育効率を上昇させている例などが明らかになっている。(3)については、現在、採集した標本に基づいて北端と南端に分布するシクリッドの分類学的再検討を進めている。模式標本との比較によって、Xenotilapia属などいくつかのグループの再検討はほぼ完了した。また、DNA分析によって、シクリッド全体の系統を再検討するとともに、種内の地理的な遺伝的分化も現在検討している。1.タンガニイカ湖のザンビアおよびブルンジ沿岸の地理的に離れた17の岩礁域で,魚類群集のセンサス・行動観察・標本採集を行い,群集間の種組成の違い,各魚種の分布パターン・相対密度の違い,形熊的色彩的地理的変異を調査した。その結果,群集間の変異が予想以上に顕著であると同時に,各群集が種間関係を軸とする固有の特性をもつことが判明した。2.魚類群集の大半を占めるカワスズメ科魚類では,繁殖場所のサイズ・形状がしばしばその魚類の繁殖形質,配偶システム,保護行動,性的二型の決定要因になっていることがこれまでの調査で明らかになっている。今回の調査では,異なる個体群の同一種が異質な繁殖場所を利用している場合があること,そして繁殖場所サイズの違いに応じて雌の成熟サイズが大きく異なり,雌の群集内におけるニッチにまで違いが生じていることが実証された。3.タンガニイカ湖カワスズメ科魚類の約2/3の種は口内保育魚である。親の口腔が単なる子の収容場所であるだけではなく子の安全な摂餌場所にもなっている種がかなりいることが解ってきた。口腔の多彩な利用方法の発達は,同湖における繁殖場所をめぐる熾烈な種間競争と無縁ではないことが示された。
H2亜型インフルエンザウイルスの宿主間伝播機序の解明

H2亜型のインフルエンザウイルスは、1968年以降ヒトでの流行例がなく、多くのヒトがH2亜型ウイルスに対する獲得免疫を持たないことから、ヒトで再び流行した場合にはパンデミックとなる可能性が高い。一方、インフルエンザウイルスの自然宿主である野生水禽からは現在もH2亜型ウイルスが分離され、将来的にヒトへ伝播する可能性が考えられる。インフルエンザウイルスのレセプターはシアル酸を含む糖であり、末端構造の違いから鳥型とヒト型の2種類が存在する。現在野鳥で循環しているH2亜型ウイルスがヒトで流行するには、ウイルス表面糖タンパクであるヘマグルチニン(HA)のレセプター特異性が鳥型からヒト型へ変化する必要がある。我々は先行研究をもと、H2亜型ウイルスをブタに接種し継代すると、ヒト型レセプター特異性を示すウイルスが選択されると考えた。本研究ではA/duck/Hong Kong/278/1978 (H2N9)をブタの鼻腔内に接種し5代継代し、鼻腔スワブから子孫ウイルスを継時的に分離した。子孫ウイルスのレセプター特異性を、鳥型もしくはヒト型レセプターを模した糖鎖ポリマーを抗原としたELISA法で評価したところ、子孫ウイルスは、継代前のウイルスと同様に鳥型のレセプターにより強く結合した。また、HAタンパクの遺伝子(HA遺伝子)のアミノ酸配列を調べ継代前のウイルスと比較したところ、子孫ウイルスのHA遺伝子には3箇所のアミノ酸置換を認めた。これらの置換部位はレセプターとの結合部位や、レセプター特異性に係わることが明らかとなっているアミノ酸とは異なる位置に存在しており、その意義は今のところ不明である。以上から、今後5代目の継代で分離されたウイルスをさらにブタで継代し、ヒト型レセプター特異性のウイルスが選択されるか調べる必要があると考える。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ルイス酸塩基活性種による動的立体化学制御

本研究では、必要とする立体化学を高選択的に制御すべくルイス酸塩基活性種の開発とその応用に関して、本質的に有用な合成触媒を創製することに努めた。具体的には、代表者である丸岡は先例のないキレート型5配位ホウ素錯体を検出するとともに、光学活性二点配位型金属触媒を各種のカルボニル化合物とのキレート形成による立体化学制御に基づいた高いエナンチオ選択性の獲得に向けて合理的な新規不斉合成反応プロセスを案出した。大井は、適当な位置にふたつの遷移金属原子を有する二点配位型遷移金属触媒をデザイン、調製し、キレート形成が可能な機能性ルイス酸触媒としての可能性を追求した。また、覚知は、1,2〓5-ジアンヒドロペンチトールの環化重合により得られる(1→5)-2,4-アンヒドロペンチトールのキラル固定相への応用とアミノ酸光学分割機構の解明を目指した。稲永は、希土類イオンの特性(高いルイス酸性、高配位数等)を巧みに活用することにより、熱力学的に安定で単一触媒活性種として機能する光学活性希土類錯体を創製し、これらを用いる高立体選択的分子変換法を開発した。植村は、金属交換モンモリロナイト及び金属担持ハイドロタルサイトを固体触媒として利用するアルケンのフリーデル・クラフツ型反応及びアルコール酸化反応をそれぞれ検討し、次いで触媒のリサイクル法の確立を行なった。塩谷は、金属イオンにより塩基対を形成する人工DNA、DNAを鋳型とする自発的集合型金属錯体、機能性金属錯体を周囲に配列化した大環状ペプチドの合成および機能化を行なった。友岡は、有機リチウム種の動的立体化学を制御することにより、エナンチオ選択的なカルボアニオン反応を開発するとともにラジカル反応のエナンチオ制御をも行なった。本研究では、望みの立体化学を高選択的に制御すべくルイス酸活性種の開発とその応用に関して、真に有効な合成触媒を創製することに力を注いだ。具体的には、代表者である丸岡は先例のないキレート型5配位典型金属活性種を検出するとともに、二点配位型有機金属分子を各種のカルボニル化合物とのキレート形成による立体化学制御に基づいた高い選択性の獲得に向けて合理的な新規合成反応プロセスを案出した。大井は、適当な位置にふたつの典型、遷移金属原子を有する二点配位型有機金属分子を調製し、キレート形成が可能な機能性ルイス酸としての可能性を評価した。また、覚知は、1,2:5,6-アンヒドロ-D-へキシトールの精密環化重合によって得られた(1→6))-2,5-アンヒドロヘキシトールを球形シリカゲルに化学結合させ充填剤としてのキラル固定相を調製した。稲永は、希土類の特異な配位圏を高度な立体化学制御の場として設計し、新たな希土類ルイス酸塩基触媒の創製と分子間ラジカル反応における新しい鎖状立体化学制御法の開発を目指した。植村は、金属交換モンモリロナイト及び雲母などを固体酸塩基触媒として利用する還元的芳香核アルキル化の一段階合成法の確立と液晶、感熱材料合成への応用を行なった。塩谷は、金属イオンのルイス酸性を適当な配位子により制御することにより、生体分子を標的とする分子認識場や反応場の構築、生体高分子の構造・機能変換を行なった。友岡は、カルボアニオン(特に有機リチウム種)の動的立体化学を制御することにより、エナンチオ選択的なカルボアニオン反応(転位、環化、分子間SE2反応等)の開発を行なった。本研究では、必要とする立体化学を高選択的に制御すべくルイス酸活性種の開発とその応用に関して、本質的に有用な合成触媒を創製することに努めた。具体的には、代表者である丸岡は先例のないキレート型5

配位ホウ素鎖体を検出するとともに、光学活性二点配位型金属触媒を各種のカルボニル化合物とのキレート形成による立体化学制御に基づいた高いエナンチオ選択性の獲得に向けて合理的な新規不斉合成反応プロセスを案出した。大井は、適当な位置にふたつの遷移金属原子を有する二点配位型遷移金属触媒をデザイン、調整し、キレート形成が可能な機能性ルイス酸触媒としての可能性を追求した。また、覚知は、1,2:4,5-ジアンヒドロペンチトールの環化重合により得られる(1→5)-2,4-アンヒドロペンチトールのキラル固定相への応用とアミノ酸光学分割機構の解明を目指した。稲永は、希土類イオンの特性(高いルイス酸性、高配位数等)を巧みに活用することにより、熱力学的に安定で単一触媒活性種として機能する光学活性希土類鎖体を創製し、これらを用いる高立体選択的分子変換法を開発した。植村は、金属交換モンモリロナイト及び金属担持ハイドロタルサイトを固定触媒として利用するアルケンのフリーデル・クラフツ型反応及びアルコール酸化反応をそれぞれ検討し、次いで触媒のリサイクル法の確立を行なった。塩谷は、金属イオンにより塩基対を形成する人工DNA、DNAを鋳型とする自発的集合型金属鎖体、機能性金属鎖体を周囲に配列化した大環状ペプチド合成および機能化を行なった。友岡は、有機リチウム種の動的立体化学を制御することにより、エナンチオ選択的なカルボアニオン反応を開発するとともにラジカル反応のエナンチオ制御をも行った。本研究では、必要とする立体化学を高選択的に制御すべくルイス酸塩基活性種の開発とその応用に関して、本質的に有用な合成触媒を創製することに努めた。具体的には、代表者である丸岡は光学活性二点配位型チタン、ジルコニウム触媒を各種のカルボニル化合物とのキレート形成による立体化学制御に基づいた高いエナンチオ選択性の獲得に向けて合理的な新規不斉合成反応プロセスを案出した。大井は、適当な位置にふたつの遷移金属原子を有する二点配位型遷移金属触媒をデザイン、調製し、キレート形成が可能な機能性ルイス酸触媒としての可能性を追求した。また、覚知は、ジェイコブセン型サレン、コバルト触媒を用いるジオキシラン化合物の開環、不斉環化反応による糖の合成を目指した。稲永は、希土類イオンの特性(高いルイス酸性、高配位数等)を巧みに活用することにより、光学活性希土類錯体を創製し、これらを共役エノンの不斉エポキシ化や光学活性2級アルコールの速度論的光学分割に応用した。植村は、光学活性オキサゾリニルフェロセニルホスフィン配位子/ニッケル触媒によるグリニヤール反応剤の不斉アリル位置換反応を開発した。塩谷は、金属イオンにより塩基対を形成する人工DNA、DNAを鋳型とする自発的集合型金属錯体、機能性金属錯体の合成を行なった。友岡は、有機リチウム種の動的立体化学を制御することにより、エナンチオ選択的なカルボアニオン反応を開発し、ウイッテイッヒ転位や不斉マイケル付加反応のエナンチオ制御を行なった。
原子核のスピン共鳴

本国際学術研究の目的はオランダ国立原子核研究所(KVI)AGORサイクロトロンと核物理研究センター・リングサイクロトロンの双方の施設を用い、原子核の「スピン共鳴」の研究をすすめ、高エネルギー・ガンマ線検出器の基礎開発を進めることであった。この目的を達成するためのさまざまな議論を行うために、以下の具体的な学術交流活動を行った。1.平成7年6月に行われた、「原子核の巨大共鳴」国際会議に江尻、藤原が出席し大阪大学でおこなわれている研究成果を招待後援として発表するとともに、今後の国際協力として進めていく実験研究について具体的打ち合わせを行った。この発結果は論文として出版される。2.平成7年10月にはオランダより2名(M.N.Harakeh,H.van dar Molen)が本学術研究プラグラムの援助により大阪に来日した。アメリカ・ミシガン大学J.Janecke教授らの実験協力チームを組み、日本、オランダ、アメリカ、ポーランド、インドの国際共同実験として^<90>Zr(^3He,t)^<90>Nb反応にともなう^<90>Nb原子核のガモフ・テラー共鳴からのガンマ線崩壊の実験に挑戦した。またこの実験後、太陽ニュートリノに関係した実験として同様な実験を^<71>Ga原子核についても行った。3.^<90>Zr(^3He,t)^<90>Nb反応実験データの具体的解析を行うために大阪より、秋宗がKVIに出張した。大阪でのデータ解析をHarakeh教授らとの議論を重ねながらおこなった。実験に用いたNaIガンマ線検出器のガンマ線検出効率をシミュレーション計算機プログラムにより算出し、ガンマ線検出効率を求めた。秋宗は実験データのコンプトン散乱によるバックグラウンドを除去するという新しい実験データ解析方法を開発した。現在実験データ解析が進行している。オランダ側研究者との協力要請により、日本で開発されたケブラ-フォイルを陽子-陽子散乱からの高エネルギーガンマ線検出実験のためのワイヤーカウンター(荷電粒子検出器)にもちいる試みもおこなった。このケブラ-フォイルは液体水素ターゲット用のビーム窓に使用可能かどうかの基礎実験も始められた。4.理論的な国際協力事業としては土岐、Olaf Scholtenが相互の研究所を訪問し研究を行っている。特に、Olaf Scholten氏は日本物理学会で「陽子散乱におけるガンマ線制動放射」について特別講演をおこなうなど、この方面でのヨーロッパにおける理論の発展について詳細な情報を我々にもたらしてくれた。5.AGORサイクロトロンでの実験計画として原子核のアイソベクター巨大共鳴を探索する実験を提案した。この実験提案は実験審議委員会の審議を経て、承認された。2月中旬に藤原がKVIに出向き、実験準備の詳細を準備し、議論すると共に今後の計画について打ち合わせをおこなった。藤原は、KVIの研究者と協力し、陽子崩壊のためのシリコン検出器の準備、電子回路のチェックを入念に行い完成させた。核物理研究センターではすでに40個のシリコン検出器からなるシリコンボール検出器が完成している、その技術交換のために、オランダ側からの派遣研究者としてAd van den Berg氏が平成8年3月に大阪を来訪した。AGORサイクロトロンは平成7年4月にはフランスよりオランダKVIに移設され、8月には稼働を始める予定であった。残念なことに、この予定は少なくとも半年は延長されている。但し、平成7年10月にはビーム加速に成功した。AGORサイクロトロンのすべての機能をチェックしながらサイクロトロンの建設が進行している。本年2月には実験に入れる予定であったが、計画は少しばかり遅れている。磁気スペクトロメータ建設も最終段階に入っている。今後、詳細な実験計画検討を行い、原子核のアイソベクター巨大共鳴探索実験が平成8年4月-8月の期間に行われることとなった。6.オランダ側研究者との共同研究結果として平成7年度にはいくつかの研究論文が完成した。今後も同様な研究協力のもとに原子核「スピン共鳴」の研究が発展していくことは確実である。現在、KVIでは「EUROSUPERNOVAE」研究計画が進展しつつある。これは、質量の重い超新星爆発をこれからの研究対象とし、宇宙のなぞを解こうという計画である。原子核によるニュートリノ吸収のための基礎データがこの計画では必要となっている。この研究分野では核物理研究センターの「Grand Raiden」磁気分析器に設置された「焦点面偏極分析器」は世界のトップに立つ実験装置であり、今後、この方面の研究の進展もはかれる。アメリカ・ミシガン大学J.Janecke教授らの実験協力チームを組み、日本、オランダ、アメリカ、ポーランド、インドの国際共同実験として^<90>Zr(^3He,t)^<90>Nb反応にともなう^<90

>Nb原子核のガモフ・テラー共鳴からのガンマ線崩壊の実験に挑戦した。またこの実験後、太陽ニュートリノに関係した実験として同様な実験を^<71>Ga原子核についても行った。3.^<90>Zr(^3He,t)^<90>Nb反応実験データの具体的解析を行うために大阪より、秋宗がKVIに出張した。大阪でのデータ解析をHarakeh教授らとの議論を重ねながらおこなった。実験に用いたNaIガンマ線検出器のガンマ線検出効率をシミュレーション計算機プログラムにより算出し、ガンマ線検出効率を求めた。秋宗は実験データのコンプトン散乱によるバックグラウンドを除去するという新しい実験データ解析方法を開発した。現在実験データ解析が進行している。オランダ側研究者との協力要請により、日本で開発されたケブラ-フォイルを陽子-陽子散乱からの高エネルギーガンマ線検出実験のためのワイヤーカウンター(荷電粒子検出器)にもちいる試みもおこなった。このケブラ-フォイルは液体水素ターゲット用のビーム窓に使用可能かどうかの基礎実験も始められた。4.理論的な国際協力事業としては土岐、Olaf Scholtenが相互の研究所を訪問し研究を行っている。特に、Olaf Scholten氏は日本物理学会で「陽子散乱におけるガンマ線制動放射」について特別講演をおこなうなど、この方面でのヨーロッパにおける理論の発展について詳細な情報を我々にもたらしてくれた。5.AGORサイクロトロンでの実験計画として原子核のアイソベクター巨大共鳴を探索する実験を提案した。この実験提案は実験審議委員会の審議を経て、承認された。2月中旬に藤原がKVIに出向き、実験準備の詳細を準備し、議論すると共に今後の計画について打ち合わせをおこなった。藤原は、KVIの研究者と協力し、陽子崩壊のためのシリコン検出器の準備、電子回路のチェックを入念に行い完成させた。核物理研究センターではすでに40個のシリコン検出器からなるシリコンボール検出器が完成している、その技術交換のために、オランダ側からの派遣研究者としてAd van den Berg氏が平成8年3月に大阪を来訪した。AGORサイクロトロンは平成7年4月にはフランスよりオランダKVIに移設され、8月には稼働を始める予定であった。残念なことに、この予定は少なくとも半年は延長されている。但し、平成7年10月にはビーム加速に成功した。AGORサイクロトロンのすべての機能をチェックしながらサイクロトロンの建設が進行している。本年2月には実験に入れる予定であったが、計画は少しばかり遅れている。磁気スペクトロメータ建設も最終段階に入っている。今後、詳細な実験計画検討を行い、原子核のアイソベクター巨大共鳴探索実験が平成8年4月-8月の期間に行われることとなった。
二種類の同一サブクラスGタンパク質共役型受容体によるシグナル伝達のクロストーク

Gタンパク質共役型受容体は神経伝達物質を含む様々な生体物質の受容体であるが、一つの伝達物質に対し受容体が複数存在することが知られている。線虫C. elegansでは、神経伝達物質のオクトパミンはSIAと呼ばれるニューロンでSER-3とSER-6の二種類のオクトパミン受容体に作用しCREBの活性化を起こすことを明らかにしている。本研究では、この細胞を用いて、類似した受容体が複数存在することの生理的な意義を明らかにすることを目標にしている。これまでに、カルシウムイオン濃度を測定できる蛍光たんぱく質プローブの遺伝子とSIA特異的な遺伝子発現を起こすプロモーターの融合遺伝子を導入した株を用いて、オクトパミン刺激によってSIAニューロンでのカルシウム反応を検出している。さらに、Gq共役型のSER-3、SER-6あるいはGi共役型のOCTR-1受容体、それぞれ単独の変異体ではカルシウム反応が見られたが、全てのオクトパミン受容体の欠損株では反応が見られなかった。SER-3あるいはSER-6単独の変異体でも反応が見られなくなるSIAでのCREBの活性化とは異なり、一つの受容体がなくなってもカルシウム反応が引き起こされることが明らかになった。さらに、このSIAニューロンでのオクトパミンシグナル伝達が線虫の運動量を制御することを明らかにした。ドーパミン欠損株では、SIAニューロンでのオクトパミンシグナル伝達が亢進し、その結果、運動量が上昇することを見出した。この現象には、SER-3、SER-6およびOCTR-1が関与していることを明らかにした。この結果から、SIAニューロンの反応が運動量の制御に関与していることを示唆された。蛍光プローブと細胞特異的プロモーターの融合遺伝子を、線虫に導入し、UV照射により導入遺伝子をゲノム内に組み込むことで安定的な遺伝子導入株を作製した。この株について、マイクロ流路デバイスを用いてオクトパミン曝露を行い、再現性よくカルシウム反応が検出される条件を決定した。さらに、Gq共役型のSER-3とSER-6のほかに、Gi共役型のOCTR-1の3種類のオクトパミン受容体について変異体の解析を行った。その結果、いずれの受容体についても、単独の変異体ではオクトパミン依存的なカルシウム反応が見られることを見出した。さらに、全ての受容体の変異体では、カルシウム反応はほとんど見られなかった。この結果から、SER-3あるいはSER-6単独の変異体でも反応が見られなくなるSIAでのCREBの活性化とは異なり、一つの受容体がなくなってもカルシウム反応が引き起こされることが明らかになった。さらに、オクトパミンによる運動量の制御については、オクトパミン受容体遺伝子の変異体を用いて運動量の解析を行い、カルシウム反応と同様に3種のオクトパミン受容体が運動量の制御に関与していることを明らかにした。また、細胞特異的レスキュー実験により、SIAニューロンでのオクトパミンシグナル伝達が運動量の増加を引き起こすことを明らかになった。この結果により、上記のイメージングで解析しているSIAでのオクトパミンシグナル伝達の下流で、運動量の制御が行われていることが示唆された。線虫の運動量の制御について重要な発見があったのが、蛍光プローブを用いた解析は当初の計画より遅れているので、総合的にみてやや遅れていると判断した。これまでの研究で、オクトパミンに対するSIAニューロンでのカルシウム反応はSER-3、SER-6、OCTR-1受容体の3重変異体では見られないことが明らかにしている。これら変異体の全ての組合せの2重変異体などについてより詳細な解析を行う。また、受容体の下流で働く因子などについても解析を行いオクトパミンによるカルシウムシグナル伝達を明らかにしていく。さらに、cAMPプローブを用いて同様のイメージング解析を行い、SIAニューロンでのcAMP濃度変化についても解析することで、複数の受容体の関わるSIAニューロンでのオクトパミンシグナル伝達のメカニズムを明らかにしていく。以前の研究で、SIA神経細胞でのCREBの活性化については、SER-3とSER-6が必要でOCTR-1は必要でないことを明らかにしている。しかし、オクトパミンによる運動量の制御についてはOCTR-1も必要であることが示唆されている。そこで、OCTR-1がどのような機序でSIAニューロンでのオクトパミンシグナル伝達に関与しているか明らかにする。発現解析を行ったところ、OCTR-1はSIAニューロンで発現していた。そこで、OCTR-1の細胞特異的レスキュー実験を行いOCTR-1がSIAニューロンで働いているのか、それとも別の細胞で間接的に作用しているのか明らかにする。また、SIAニューロンでのオクトパミン経路の生理的な役割を明らかにすることは本研究にとって重要であるので、オクトパミンによる運動量の制御に関しても解析を進めていく。オクトパミンによる運動量制御に影響を及ぼす遺伝子を明らかにしていくことで、オクトパミンシグナル伝達に関わる因子を明らかにする。Gタンパク質共役型受容体は様々な伝達物質の受容体であるが、一つの伝達物質に対し類似した受容体が複数存在することが知られている。線虫C. elegansでは、餌を感知するとドーパミンによるシグナル伝達が働くが、これまでに、その作用でオクトパミンのシグナル伝達が抑制されること、そしてオクトパミンはSIAと呼ばれる神経細胞の二種類のオクトパミン受容体に作用していることを明らかにしている。本研究では、この線虫の系を用いて、類似した受容体が複数存在することの生理的な意義を明らかにすることを目標にしている。カルシウムイオン濃度を測定できる蛍光たんぱく質プローブの遺伝子とSIA神経

特異的な遺伝子発現を起こすプロモーターの融合遺伝子を作成し、線虫に導入して、遺伝子導入株を作成した。細胞内でシグナル伝達が起きるときにカルシウムイオンの濃度が変化することが知られているので、この株を用いることでSIAニューロンでのシグナル伝達を解析することができる。このプローブ導入株でプローブタンパク質が確かにSIA神経で発現することを確認した後、SIA神経細胞での蛍光イメージング解析を行った。これらの神経細胞で自発的な蛍光変化が観察されたので、カルシウムイメージング解析自体は機能していると考えられる。しかし、餌のあるなし、あるいはオクトパミン投与前後での蛍光の顕著な変化は観察されていない。cAMPに対するプローブ遺伝子を用いた株、ドーパミン神経にこれらプローブを発現させる株を作成し、さらなる解析を行っている。このドーパミンーオクトパミンーSIAの経路が、線虫の行動にどのような影響を及ぼすのかはわかっていなかった。本研究を行う過程で、ドーパミンーオクトパミン経路によって線虫の運動が制御されているということを見出した。この結果は、この経路が生理的に有意義な役割を担っていることを示唆している。28年度の計画では、カルシウムとcAMPの蛍光プローブ発現用のプラスミドを作成し、マイクロインジェクションにより線虫に導入して、プローブを持った線虫を作成することと、この株を用いてオクトパミンを投与した時の蛍光変化を測定することを予定していた。プラスミドの作成とその導入は終了し、SIA神経細胞でのプローブの発現も確認された。プローブ導入株を用いたイメージング解析については、当初計画していた線虫を接着剤で固定してオクトパミンを投与する方法に加えて、Olfactory chipと呼ばれるマイクロ流路デバイスを用いて線虫を半固定し、その先端部分(口と感覚器がある)に餌を流したり止めたりするという方法で行った。これまでに、SIA神経細胞でオクトパミンあるいは餌に依存しない自発的な蛍光強度の変化は見られたため、カルシウムイメージングは機能していると考えられる。しかし、オクトパミンや餌に対する反応はこれまでのところ見られていない。研究を行う過程で、ドーパミンやオクトパミンの合成酵素の変異体では運動が変化することが見出され、ドーパミンーオクトパミンの経路が運動の制御に関与していることが示唆された。ドーパミンーオクトパミン経路はSIAからのアセチルコリンの放出を制御していることを示しているが、線虫の行動などの表現型に有意な影響があるか分かっていなかった。この経路に生理的な意義があると分かることは、本研究課題から得られる知見が生理的な有意義な現象についてであることを確実にして、その重要性を高める。従って、行動制御に関しての結果は本研究にとって重要であるし、さらなる解析に値すると考えられる。蛍光プローブを用いた解析では、少し遅れているが、線虫の行動について予想外の発見があったので、総合的にみて順調であると判断した。
天然フッ素地域と非フッ素地域からのヒトセメント質、象牙質フッ素濃度分布の比較

本研究の目的は飲料水中のフッ素濃度がヒト永久前歯のセメント質、歯根部象牙質中の一連のフッ素濃度分布におよぼす影響を、Weatherellらのabrasive micro-sampling法で調べることである。分析には30歳から60歳以上の年齢群に属しているヒト永久前歯28歯を用いた。これらの歯牙は天然フッ素地域(英国West-Hartlepool市、飲料水中フッ素濃度1.0-1.3ppm)と非フッ素地域(英国Leeds市、飲料水中フッ素濃度0.1ppm未満)に居住していた成人より得た。各歯牙は厚さ薬300mumの切片とし、セメント・エナメル境付近、歯根中央部、歯根尖部の3部分を歯科用ダイアモンドディスクを用い、実体顕微鏡下で幅約1mmの隣接する平行な小歯片を作製した。セメント質から歯髄腔側象牙質に至る一連のサンプルを、abrasive micro-sampling法で得た。この後各サンプル中のフッ素とリンを測定した。結果として1)天然フッ素地域(WHP)の方が非フッ素地域(LDS)よりフッ素濃度が高かった。2)天然フッ素濃度と増齢の間に、WHPの象牙質では歯根中央部(r=0.79p<0.001)、歯根尖部(r=0.61p<0.05)で正の相関関係を認め、セメント質でもWHPで歯頸部において(r=0.67p<0.01)正の相関関係を認めた。3)三元配置分散分析の結果すら地域、年齢および両者の交互作用について統計的有意差を認め、寄与率も大きかった。以上より生涯を通じ天然フッ素地域のセメント質,歯根象牙質のフッ素濃度が非フッ素地域より高く、このことによりフッ化物の局所および全身応用による成人の歯根面う蝕の予防の効果が示唆された。
歯科用金属による難治性皮膚疾患の発症機序の解明

1.実験系の確立平成13年度に行った実験により,手掌の汗腺の活動電位の測定で,発汗によるコンダクタンスを測定する装置(Bioderm)では,刺激後の反応開始時間や反応終了時間の特定が困難であったため,平成14年度に新たに設備費にてバイオアンプ(バイオリサーチ社製ML132一式)を購入し,手掌の活動電位を測定し,発汗によるコンダクタンスと比較した.実験方法Biodermの電極は左手指に,EMG電極を左手掌に装着した.EMG電極は双極電極を用い,正極と負極の間は約5cmとし,アースは手首とした.測定は座位にて安静にしてもらい,左手は肘から先を机の上に置き,測定中は腕や手を動かさないようにさせた.実験結果安静時,左手指のコンダクタンスは平均5μmho,左手掌の活動電位は平均13μVであった.刺激直後,手掌の活動電位は,平均17μV,周波数20Hz,最大振幅43.25μVの波形を約2秒間観察した後,0.5秒で120μV下がり,この時点より,左手指のコンダクタンスが上昇を始めた.その後,手掌の活動電位は,1.5秒で400μV上昇し,1.8秒で450μV下降した.この時点で,左手指のコンダクタンスは最大となり,約10μmhoを記録した.刺激後,約10秒で手掌の活動電位は,安静時に戻ったが,左手指のコンダクタンスは安静時まで回復していなかった.単一の刺激を与えると,手掌の活動電位は,振幅の差はあるにせよ,ほぼ同等の波形を記録できた.このことより,手掌の活動電位の測定で筋肉ではなく,皮膚の反応が観察できる事が分かった.1.実験系の確立(1)刺激装置の開発歯科用合金が難治性皮膚疾患の原因とされる根拠の中に,「フレアーアップ」という現象がある.これは,歯科用合金を口腔内で切削した数時間から数日後に皮膚疾患の増悪が観察されるものである.この現象を利用した刺激装置の開発を検討しているが,刺激後,ある一定時間内に反応が観察される必要があるため,刺激装置に使用する歯科用合金をどのような状態で,どのように使用すれば効果的か,検討中である.(2)手掌の汗腺の活動電位の測定手掌の汗腺の活動を測定するために,設備費にて装置(PowerLab 2/20,BioDerm Skin Conductance Level Meter)を購入し,手掌の発汗量の測定が本実験に適しているかどうか検討した.この装置は発汗によるコンダクタンスの増加を測定するものであり,安静時には5μmhoから10μmhoの値を示し,不意に生じた音刺激などにより15μmhoから20μmhoに上昇したが,刺激後,安静時の値に戻るまで,十数分かかるため,反応開始時間は特定できるが,反応終了時間の特定は不確かであると思われる.このため,発汗量の測定と同時に,手掌の皮膚電位活動を測定し,精神性発汗の基礎的データをさらに収集する予定である.(3)口腔内粘膜の感覚神経の刺激部位の検討口腔内の感覚神経のうち,舌の触覚は指先と同じくらい感度が良く,ウィスコンシン大学のポール・バック・イ・リタ教授らは,視覚障害者の感覚代行に舌の触覚を利用しようとしている.また舌には味覚を司る感覚ニューロンが豊富であることより,本実験の刺激部位の第1候補として,舌尖部や舌背部を検討している.1.実験系の確立平成13年度に行った実験により,手掌の汗腺の活動電位の測定で,発汗によるコンダクタンスを測定する装置(Bioderm)では,刺激後の反応開始時間や反応終了時間の特定が困難であったため,平成14年度に新たに設備費にてバイオアンプ(バイオリサーチ社製ML132一式)を購入し,手掌の活動電位を測定し,発汗によるコンダクタンスと比較した.実験方法Biodermの電極は左手指に,EMG電極を左手掌に装着した.EMG電極は双極電極を用い,正極と負極の間は約5cmとし,アースは手首とした.測定は座位にて安静にしてもらい,左手は肘から先を机の上に置き,測定中は腕や手を動かさないようにさせた.実験結果安静時,左手指のコンダクタンスは平均5μmho,左手掌の活動電位は平均13μVであった.刺激直後,手掌の活動電位は,平均17μV,周波数20Hz,最大振幅43.25μVの波形を約2秒間観察した後,0.5秒で120μV下がり,この時点より,左手指のコンダクタンスが上昇を始めた.その後,手掌の活動電位は,1.5秒で400μV上昇し,1.8秒で450μV下降した.この時点で,左手指のコンダクタンスは最大となり,約10μmhoを記録した.刺激後,約10秒で手掌の活動電位は,安静時に戻ったが,左手指のコンダクタンスは安静時まで回復していなかった.単一の刺激を与えると,手掌の活動電位は,振幅の差はあるにせよ,ほぼ同等の波形を記録できた.このことより,手掌の活動電位の測定で筋肉ではなく,皮膚の反応が観察できる事が分かった.
マイクロマシン用シリコン微小機構の疲労特性に関する研究

マイクロマシンの実用化,高度化,信頼性向上には,微小材料・機構の機械的特性の把握が重要である.微小材料では一般的なバルク材料と著しく異なる特性が予想され、また,微小機構では1サイクルの運動量が小さいため,通常の機械部品と比べ非常に大きな繰返し数・速度負荷が要求される.本研究では高速・高サイクル負荷における微小材料・構造の疲労現象の解明に寄与することを目指し,寸法効果を始め,応力集中部,あるいは薄膜層の残留応力の影響を考慮した試験を行えることを目的としている.本研究では、第一にマイクロマシン用材料を対象として四点曲げ負荷ができる微小材料疲労試験機の開発を行い,その性能確認を行った.次に本試験機を用いて繰返し負荷試験を行うため,V溝付単結晶Si試験片,Al薄膜付単結晶Si試験片の製作を行った.本研究で得られた成果を箇条書きで示す.1.微小材労疲労試験機では数十数百Hzの繰返し速度における試験を実施するため,ピエゾアクチュエータを採用した.試験片の変形計測には,微小な対象物を非接触で測定の行えるフィゾー干渉計を用い,CCDカメラを同期させたコンピュータ画像処理によりリアルタイムで行うシステムを構築した.2.開発した試験機の動作確認を行い,微小材料の疲労試験が可能であることを確認した.3.単結晶Siに異方性エッチングを利用してV溝切欠きの導入を行った.SEM観察により,(111)結晶面が露出すること,切欠きが十分な鋭さを持っていることが確認できた.4.単結晶SiにAl薄膜をスパッタ製膜した薄膜付平滑試験片を製作した.膜質を制御する成膜条件を調査し,併せて寸法形状の制御方法を確立した.マイクロマシンの実用化,高度化,信頼性向上には,微小材料・機構の機械的特性の把握が重要である.微小材料では一般的なバルク材料と著しく異なる特性が予想され、また,微小機構では1サイクルの運動量が小さいため,通常の機械部品と比べ非常に大きな繰返し数・速度負荷が要求される.本研究では高速・高サイクル負荷における微小材料・構造の疲労現象の解明に寄与することを目指し,寸法効果を始め,応力集中部,あるいは薄膜層の残留応力の影響を考慮した試験を行えることを目的としている.本研究では、第一にマイクロマシン用材料を対象として四点曲げ負荷ができる微小材料疲労試験機の開発を行い,その性能確認を行った.次に本試験機を用いて繰返し負荷試験を行うため,V溝付単結晶Si試験片,Al薄膜付単結晶Si試験片の製作を行った.本研究で得られた成果を箇条書きで示す.1.微小材労疲労試験機では数十数百Hzの繰返し速度における試験を実施するため,ピエゾアクチュエータを採用した.試験片の変形計測には,微小な対象物を非接触で測定の行えるフィゾー干渉計を用い,CCDカメラを同期させたコンピュータ画像処理によりリアルタイムで行うシステムを構築した.2.開発した試験機の動作確認を行い,微小材料の疲労試験が可能であることを確認した.3.単結晶Siに異方性エッチングを利用してV溝切欠きの導入を行った.SEM観察により,(111)結晶面が露出すること,切欠きが十分な鋭さを持っていることが確認できた.4.単結晶SiにAl薄膜をスパッタ製膜した薄膜付平滑試験片を製作した.膜質を制御する成膜条件を調査し,併せて寸法形状の制御方法を確立した.今年度は,微小材料疲労試験機の本体主要部及び計測・制御系の構成を主に行った.試験機は,マイクロマシンにおいて微小材料の使用条件を想定した高速,高サイクル負荷における疲労現象解明を目的としている.試験機はLED同軸落射照明付実体顕微鏡,4点曲げ負荷部,ピエゾアクチュエータ,粗動Zステージ等で構成されている.試験機は数十から数百Hzオーダの繰返し負荷が容易に得られるピエゾアクチュエータを用いることにより,サブμmオーダの変位制御により与えることができる.疲労試験を行うための変位制御回路も設計試作した.4点曲げの負荷部は試験片のたわみを測定するためのフィゾ-干渉計をかねており,光学ガラスで製作した.得られる千渉縞は実体顕微鏡に取付けたCCDカメラを通してコンピュータに取込まれ,画像処理を行い解析することにより,試験片の変形が測定可能となっている.変形測定の分解能は,λ/4で表され,LED光源の波長が620nmであるので,従って0.155μmとなる.試験片材料はシリコン単結晶であり,厚さ0.53mmの4インチシリコンウェハをダイシングソ-により幅4.2mmに切断して曲げ試験片とした.以上の装置,試験片を用いて,静的負荷を行い,千渉縞からたわみ計測が可能であることを確認し,試験片には一定の曲率の理想的な曲げ変形が認められた.また,10Hz程度の繰返し速度において疲労試験としての動作確認を行った.マイクロマシンが注目を集めており,機械の微小化に伴う多くの現象が研究対象となっている.材料強度に関する課題として,従来の構造材料とは全く異なる材料がマイクロマシニングに用いられること,微小化によりバルク材とは異なる強度特性の発現が予想されることが挙げられる.また,マイクロマシンの微小機構では,1サイクルの運動量が小さいため,通常の機械部品と比べ非常に大きな繰返し数と繰返し速度が要求される.本研究では微小材料の使用条件下で想定される最大数百ヘルツでの高速・高サイクル負荷が可能な疲労試験機の開発を行っている.試験片への荷重負荷は支点間距離6mmの4点曲げ方式である.

負荷部にピエゾアクチュエータを用い,0.1ミクロンの分解能で試験片の高速変位制御を可能としている.試験片の変形計測は,フィゾー干渉計を4点曲げ荷重負荷部が兼ねており,高速シャッター付CCDカメラ,画像処理ボードから構成されるコンピュータ画像処理システムにより行っている.繰返し負荷中の試験片の変形を0.3ミクロンの分解能でリアルタイムで取得できるシステムを完成させている.予備実験において,繰返し負荷中の試験片のたわみ変形から,純曲げ状態が達成されていることを確認した.微小機構の疲労用試験片として,応力集中部及び配線部を想定したV溝付及び導体薄膜付の単結晶シリコン拭験片を製作した.等方性及び異方性エッチングを利用し,これらの試験片の製作方法を確立した.完成させた各々の試験片に関して,V溝の深さは74ミクロン,薄膜の厚さは2ミクロンである.これらの拭験片を上記の試験機に装着し,繰返し負荷試験を行い,試験中の変形を計測できることを確認した.
非線形構造を持つロバスト/非線形制御問題のためのロバスト最適化法

非線形構造を持つロバスト制御および非線形制御の問題に適用することを念頭に,ロバスト最適化法の理解を深め,その適用範囲を広げ,その制御応用における有用性を示した.すなわち,関数変数を持つロバスト最適化問題の場合にも解の厳密性検証ができるように拡張するとともに,非多項式的なパラメータ依存性を持つロバスト最適化問題のためにDC表現に基づいて漸近的に厳密な解法を開発した.また,クレーンのゲインスケジュールド制御にロバスト最適化法を適用してその実用的有用性を示すとともに,非周期的サンプル値制御系という新しいタイプの制御系についてその解析と設計がロバスト最適化によって行なえることを示した.非線形構造を持つロバスト制御および非線形制御の問題に適用することを念頭に,ロバスト最適化法の理解を深め,その適用範囲を広げ,その制御応用における有用性を示した.すなわち,関数変数を持つロバスト最適化問題の場合にも解の厳密性検証ができるように拡張するとともに,非多項式的なパラメータ依存性を持つロバスト最適化問題のためにDC表現に基づいて漸近的に厳密な解法を開発した.また,クレーンのゲインスケジュールド制御にロバスト最適化法を適用してその実用的有用性を示すとともに,非周期的サンプル値制御系という新しいタイプの制御系についてその解析と設計がロバスト最適化によって行なえることを示した.研究の最初の年度である本年度は,次年度以降の研究の基盤を作ることを念頭に,以下の3つの研究を行なった:1.関数変数を持つロバスト半正定値計画問題の厳密性検証法,2.ロバスト最適化に基づく非周期的サンプル値制御,3.クレーンの模型を使ったロバスト最適化法の検証実験.「1」では,前年度で終了した基盤研究(C)「非線形構造を考慮したロバスト最適化法とその非線形制御への応用」で開発した,関数変数を持つロバスト半正定値計画問題の解法について,厳密性検証法を開発した.この解法は近似解法であるが,実際に適用すると厳密に近い結果を与えることが多い.得られた結果が厳密であることを保証する方法を最適化問題の双対性に基づいて開発した.「2」では,ロバスト最適化の新しい制御応用として,非周期的サンプル値制御を考えた.ネットワークを介した制御や組込み制御では,サンプル周期を一定と仮定することができず,その解析や設計は困難である.本研究では,この問題を非多項式的な不確かさを持つロバスト最適化問題に定式化し,適応的分割によって近似精度を高める方法を開発した.「3」では,ロバスト最適化法の実用性を検証するため,クレーンの制御への適用を行ない,模型を使った実機実験を行なった.ロバスト最適化は,実用的な問題に適用すると計算量が大きくなってしまうことが知られている.本研究においても,2乗和多項式の次数をうまく選んで計算量と近似精度のトレードオフをとることが本質的に重要であった.結果としては,実用的な範囲の計算量で厳密に近い結果が得られ,実機実験にも成功した.研究の2年目である本年度は,前年度の結果を受け,以下の3つの研究を行なった:1.非周期的サンプル値制御における漸近的厳密性;2.行列的不確かさに基づく非周期的サンプル値制御;3.ロバスト最適化におけるDC表現の利用.「1」では,前年度に開発したロバスト最適化に基づく非周期的サンプル値制御の方法について,理論的保証を与えた.本方法では,制御系の解析・設計問題をロバスト最適化問題として定式化し,不確かなサンプル時間についてTaylor展開した上で高次項を不確かさとして扱っているが,可能性のあるサンプル時間の領域を分割することでいくらでも精度を高くできることを示した.「2」では,行列的不確かさに基づいて「1」の制御法を改良した.「1」の方法は制御対象を表す行列の実Jordan標準形を使っているため,高次の制御対象には適用しにくいという問題があった.これを解決するため,Taylor展開を行列のまま行ない,高次項の大きさを行列ノルムで評価する方法を開発した.「1」の方法と比較すると精度は劣化するが,サンプル時間の領域分割を細かくすることで回復が可能である.適応的分割の技術や,漸近的厳密性もこの方法に適合するよう拡張できる.「3」では,非多項式的な不確かさを持つロバスト最適化問題の一般論を作るためDC表現の利用を考えた.ある非線形関数が凸関数と凹関数の和として表わされるとき,この関数はDC表現を持つという.本研究では,ロバスト最適化問題の不確かさがDC表現を持つと仮定して保守的に解くことを考え,予備的な結果を得た.本年度は研究の最終年度として以下の3つの研究を行なった:1.パラメータ依存性が非多項式的な場合のロバスト最適化,2.非周期的サンプル値制御におけるパラメータ依存Lyapunov関数の利用,3.ロバスト最適化のモデル予測制御への応用.また,研究全体の総括を行なった.「1」では,前年度に予備的な研究を行なったDC表現の利用について理論的解析を行ない,かつ方法の一般化を行なった.非多項式的なパラメータ依存性を持つロバスト最適化問題は,パラメータ依存性を表わす非線形関数をDC表現することによって解くことができる.この方法が漸近的に厳密であり,パラメータ領域を細かく分割することでいくらでも精度を高くできることを示した.また,行列拡大法を組み合わせることで,パラメータ依存性が非線形関数の多項式で表わされる場合が扱えることを示した.