hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近代中国工業の技術的基礎の研究

(2)国内の研究機関における文献・資料の渉猟、収集を行った後に、中国の図書館・文書館において文献・資料の渉猟、収集を徹底して行い、必要な情報の整理・分析を行う。これについては、本年23月に上海図書館にて調査をおこなった。(3)近代中国工業の技術的基礎について、幾つかの作業仮説を設定する。この仮説の妥当性に対して第三者が客観的評価を下すために、所属する研究会などにおいて報告を行う。これについては、仮説のいくつかを『近代中国を生きた日系企業』大阪大学出版会として公刊するとともに、「民国初期の企業関連法整備と日系企業」辛亥革命百周年記念東京会議(東京大学)として報告した。本研究の目的は、近代中国工業の技術的基礎を、1910年代50年代を期間として、教育機関による技術者養成と、こうした技術者の企業内での活動を通してあきらかにするものである。そのため第四年度においても、以下の三点について留意しつつ、研究をすすめた。それぞれについて、成果を記すものとする。11910年代50年代の中国経済史を産業技術史の観点から読み直して情報の整理を行う。これについては、桑原哲也、富澤芳亜「同興紡織支配人の回顧ー立川團三氏(同興紡織)インタビュー」を、『近代中国研究彙報』第37号、2015年3月に掲載し、近代中国紡織業における、技術的基礎の一事例として、同興紡織の資料整理を行った。その際には2であげる本年度に購入した資料を、有効に使用できた。2国内の研究機関での文献・資料収集を行った後に、中国の図書館・文書館において資料の調査を行い、必要な情報の整理を行う。これについては、国内の東洋文庫、京都大学人文科学研究所などで継続的に調査を行った。また使用頻度の高かった『大阪大学附属図書館所蔵日本紡績協会・在華日本紡績同業会資料DVD』雄松堂書店発行を購入し、勤務先においても調査可能な体制を整備した。またその成果の一部を、貴志俊彦、富澤芳亜ほか、近現代史資料刊行会『中国占領地の社会調査II別冊』2014年8月、147+34頁として公刊した。3近代中国工業の技術的基礎について、幾つかの作業仮説を設定する、この仮説の妥当性について第三者が客観的評価を下すために、所属する研究会などで報告を行う。これについては、2015年度の世界経済史会議京都大会での報告が採用された。この報告に備えて、2014年5月10日に東洋文庫にてワークショップを開催し、ハーバード大学のエリザベス・コール教授、信州大学の久保亨教授より貴重な示唆を受けることができた。本研究の目的は、近代中国工業の技術的基礎を、1910年代50年代を期間として、教育機関による技術者養成と、こうした技術者の企業内での活動を通じてあきらかにするものである。最終年度である2015年度においては、以下の二点に留意しつつ、研究を継続しつつ成果を公開した。11910年代50年代の中国経済史を産業技術史の観点から情報の整理を行う。これについては、桑原哲也、富澤芳亜「同興紡織上海商務課長の回顧(上)ー調虎雄氏(同興紡織)インタビュー」を『近代中国研究彙報』第38号に掲載し、同興紡織に関する資料整理を行った。2国内と国外の学会発表により、研究成果を公開する。国外については、2015年8月に京都で開催された世界経済史会議にて以下の報告を行った。また国内においては、「近代中国における紡織技術者養成について」として2015年度広島史学研究会大会東洋史部会で、2015年10月25日に報告をした。くわえて大阪経済大学の黒正塾第17回寺子屋に講演者として招待され、2015年7月11日に「近代中国綿業と日本ー技術を通して考える」として講演を行った。
ナノ気孔を有するセル構造体のトライボロジー特性の解明

本研究の目的は,ナノ,マイクロサイズの気孔を有するセル構造体の接触機構の解明及びそれに基づくトライボロジー特性改善のためのセル構造の好適設計指針を明らかにすることである.平成18年度に得られた主な結果は以下のとおりである.(1)気孔率が6.72%である成長黒鉛鋳鉄の切削粉を用いて,気孔率がほぼ等しく(17.1%,19.1%)気孔径分布の異なる2種類の多孔質鋳鉄材料を粉末冶金技術によって作製した.(2)幅広いすべり速度,荷重条件(すべり速度:0.0014m/s,垂直荷重:0.499.8N)において,気孔率6.72%の多孔質鋳鉄材料は,低すべり速度・高接触圧力条件下及び高すべり速度条件下において油膜破断により,0.2以上の高い摩擦係数を示すのに対して,気孔率17.7%,19.1%の多孔質鋳鉄材料は今回の試験条件の範囲では,明確な油膜破断を興さず,すべての条件において0.2以下の低い摩擦係数を示すことが判った.このことから,気孔率の増加に伴う,含油条件下での摩擦特性の向上が確認された(3)幅広いすべり速度,荷重条件において気孔率6.72%の多孔質鋳鉄材料は,1×10^<-8>mm^2/N以上の高い比摩耗量を示すのに対して,気孔率17.7%,19.1%の多孔質鋳鉄材料はすべての条件において,1×10^<-8>mm^2/N以下の低い比摩耗量を示すことが判った.このことから,気孔率の増加に伴う,含油条件下での耐摩耗性の向上が確認された.(4)気孔径分布の異なる2種類(気孔率:19.1%,17.7%)の多孔質鋳鉄において,気孔径が小さく,かつ気孔径にばらつきの少ない多孔質鋳鉄は,低接触圧力,低すべり速度条件において1×10^<-10>mm^2/N以下の極めて低い比摩耗量を示すことが判った.(5)本研究の結果より,気孔率の増加及び気孔径分布のばらっきの制御により,従来の含油軸受では使用不可能であったすべり速度1m/s1以上の高すべり速度域で使用可能な含油軸受が実現できる可能性があることが判った.本研究では,ナノ,マイクロサイズの気孔を有するセル構造体の接触機構の解明及びそれに基づくトライボロジー特性改善のためのセル構造の好適設計指針を明らかにすることを目的とする.平成17年度では,緻密構造を有する普通鋳鉄材料FC250,成長黒鉛鋳鉄(気孔率:6.72%),成長黒鉛鋳鉄の切削粉を原料として開発された多孔質鋳鉄材料(気孔率:19.1%)の機械的性質及び含油条件下における摩擦・摩耗特性に及ぼす気孔率の影響を明らかにした.摩擦試験は,ボールオンディスク型摩擦試験装置を用いて,幅広いすべり速度,ヘルツ最大接触圧力条件下で行った.相手材には軸受鋼球(SUJ2)を用いた.本年度の研究において得られた主な結果は以下のとおりである.1.多孔質鋳鉄材料(気孔率:19.1%)のヤング率は,13.9GPaであり,成長黒鉛鋳鉄(気孔率:6.72%)のヤング率(24.3GPa)のおよそ2分の1,緻密構造を有する普通鋳鉄FC250のヤング率(179.1GPa)のおよそ13分の1の低い値を示す.このことから,気孔率の増加により,接触圧力緩和性の向上が期待できる.また,いずれの材料もほぼ同等の硬さ(ビッカース硬度)を示すことから,気孔率の増加にともない,接触破壊荷重Wcの増加が期待できる.2.多孔質鋳鉄材料(気孔率:19.1%)の含油率は,2.3wt%であり,成長黒鉛鋳鉄(気孔率:6.72%)の含油率(0.75wt%)のおよそ3倍の含油率を示す.3.含油条件下における多孔質鋳鉄材料(気孔率:19.1%)の焼付きを生じる臨界接触圧力は,成長黒鉛鋳鉄(気孔率:6.72)の約4.5倍,微量油潤滑下におけるFC250の約2.5倍の値を示す.このことから,気孔率の増加により,含油条件下において焼付きを生じる臨界接触圧力が増加することが判った.本研究の目的は,ナノ,マイクロサイズの気孔を有するセル構造体の接触機構の解明及びそれに基づくトライボロジー特性改善のためのセル構造の好適設計指針を明らかにすることである.平成18年度に得られた主な結果は以下のとおりである.(1)気孔率が6.72%である成長黒鉛鋳鉄の切削粉を用いて,気孔率がほぼ等しく(17.1%,19.1%)気孔径分布の異なる2種類の多孔質鋳鉄材料を粉末冶金技術によって作製した.

(2)幅広いすべり速度,荷重条件(すべり速度:0.0014m/s,垂直荷重:0.499.8N)において,気孔率6.72%の多孔質鋳鉄材料は,低すべり速度・高接触圧力条件下及び高すべり速度条件下において油膜破断により,0.2以上の高い摩擦係数を示すのに対して,気孔率17.7%,19.1%の多孔質鋳鉄材料は今回の試験条件の範囲では,明確な油膜破断を興さず,すべての条件において0.2以下の低い摩擦係数を示すことが判った.このことから,気孔率の増加に伴う,含油条件下での摩擦特性の向上が確認された(3)幅広いすべり速度,荷重条件において気孔率6.72%の多孔質鋳鉄材料は,1×10^<-8>mm^2/N以上の高い比摩耗量を示すのに対して,気孔率17.7%,19.1%の多孔質鋳鉄材料はすべての条件において,1×10^<-8>mm^2/N以下の低い比摩耗量を示すことが判った.このことから,気孔率の増加に伴う,含油条件下での耐摩耗性の向上が確認された.(4)気孔径分布の異なる2種類(気孔率:19.1%,17.7%)の多孔質鋳鉄において,気孔径が小さく,かつ気孔径にばらつきの少ない多孔質鋳鉄は,低接触圧力,低すべり速度条件において1×10^<-10>mm^2/N以下の極めて低い比摩耗量を示すことが判った.(5)本研究の結果より,気孔率の増加及び気孔径分布のばらっきの制御により,従来の含油軸受では使用不可能であったすべり速度1m/s1以上の高すべり速度域で使用可能な含油軸受が実現できる可能性があることが判った.
セマフォリンをターゲットとした自己免疫疾患制御の試み

本研究ではセマフォリン-セマフォリン受容体を介したシグナルによる自己免疫疾患、骨代謝疾患の制御作用を明らかにするとともに、セマフォリンをターゲットとした自己免疫疾患制御を目指す。昨年までに、骨代謝疾患を担う破骨細胞のモデル細胞であるRAW264.7を用いた解析から、セマフォリン受容体plexin-A1に会合するシグナル伝達分子FARP2が破骨細胞に発現し、破骨細胞分化に関与することを見出している。本年度はドミナントネガティブ型FARP2(ΔGEF-FARP2)をRAW24.7細胞に強制発現させた株化細胞およびFARP2遺伝子欠損マウスを用いてFARP2による破骨細胞多核化制御作用を詳細に検討した。すると、ΔGEF-FARP2細胞を用いた解析から(1)ΔGEF-FARP2細胞では細胞骨格を形成するアクチン繊維構造が変化し、破骨細胞に認められるPodosome-beltの形成が障害されていた。(2)FRET法を用いて時空間的なRacの活性化を検討し、コントロール細胞で認められたpodosome-beltに特異的なRacの活性化がΔGEF-FARP2発現細胞では認められなかった。(3)ΔGEF-FARP2発現細胞はコントロール細胞に比べてインテグリンの活性が高く、細胞外基質に対する接着活性が顕著に高い、ということが明らかになった。また、FARP2欠損マウスを用いて、in vitroにて破骨細胞分化誘導実験を行った。するとFARP2欠損細胞はRANKL刺激による破骨細胞分化マーカーの発現は正常であるにもかかわらず、多核破骨細胞の形成が障害され、FARP2が破骨細胞多核化に重要な分子であることが明らかとなった。獲得免疫系の司令塔であるCD4陽性のヘルパーT細胞は、これまでIFN-γを高産生する1型(Th1)とIL-4を高産生する2型(Th2)の大きく二つのサブセットに分類されてきた。最近Th1ともTh2とも異なり、IL-17を高産生するタイプのヘルパーT細胞(Th17)の存在が見出されるとともに、このTh17が「免疫系自己」の破綻である自己免疫疾患発症に密接に関与していることが明らかになっている。現在までTh17分化誘導に重要な液性因子としてIL-23、IL-6、TGF-βなどのサイトカインが報告されているが、このような液性因子が機能する場である免疫細胞間相互作用の調節に関与する細胞表面膜分子の役割は未だ明らかにされていない。本研究計画ではクラス4型セマフォリンのTh17分化における役割を明らかにするとともに、セマフォリンをターゲットとした自己免疫疾患制御の検討を行い、セマフォリンによる効果的なTh17反応制御法の確立を目指す。今年度の研究では、既に準備しているセマフォリン関連欠損マウスのヘルパーT細胞を用いてTh17分化誘導実験を行い、複数のセマフォリン分子がTh17分化の関与することを明らかにしている。現在、準備しているセマフォリン阻害抗体を用いて自己免疫疾患制御の検討しているところである。
分子状水素の母獣投与による早産児の後遺症低減への取り組み

本研究では、炎症性早産における胎児脳障害を予防するために、抗酸化作用と抗炎症作用を持つ分子状水素の有用性の証明とメカニズムの解明とともに、安全性の確認を行い、臨床応用を目指すことを目的としている。本年度は、まず、分子状水素の臨床応用に先立ち、妊婦・胎児の安全性を動物モデルで確認することを計画した。まず催奇形性を確認する方法として、マウスの器官形成期である胎齢6.5日目から15.5日目の間のみ水素水母獣投与する群(n=41)と、通常水母獣投与群(n=32)にて、出生仔の外表奇形の有無について比較検討したが、両群とも明らかな外表奇形を伴う仔を認めなかった。(両群ともに奇形率0.0%)次に新生仔の発育障害を確認する方法として妊娠初期から通常水または水素水長期母獣投与させ、日齢70日目までの新生仔の発育を通常水群と水素水群で比較検討した。また出生仔の発育に関しては、出生後から日齢17までの通常群(n=79)と水素水群(n=55)では、日齢4、7、11で通常水群より水素水群で有意差を持って重量が大きかった。また離乳後の日齢21からは雄雌に分けて通常水群と水素水群で比較をしたところ、雌では両群に有意な差を認めなかった。雄では日齢21、56では水素水群で有意差を持って重量が大きかったが(それぞれp=0.025、0.033)、日齢28、35、42、49、63、70では両群の差を認めなかった。なお、通常水群と水素水群で母獣の体重変化も比較検討したが、母獣の体重変化に2群の間に有意差は認められなかった。以上から、水素水母獣投与において、胎仔への明らかな催奇形性や発育障害を認めないことを証明した。当教室でも実験に使用してきたリポポリサッカライド(LPS)を母獣腹腔内投与するMIA(maternal immune activation)モデルマウスにて引き起こされる胎仔脳障害の原因の一つに、ミクログリアが関与しているという既報告ある。本年度中にMIAモデルマウスの母獣から生まれた胎仔脳でミクログリアの活性化を認めるかどうかを再現したかったが、リポポリサッカライドの投与した母獣から出生した胎仔脳において、ミクログリアの免疫染色では明らかな活性化を認めることが出来なかった。母獣LPS投与で胎仔脳のミクログリアを活性化させるかの確認を、種々の実験方法で検索中。さらにミクログリアの活性化を水素水母獣投与で抑制することができるかを確認し、分子状水素のメカニズムを解明する。
粒界工学に基づく高耐粒界劣化材料作製プロセスの確立

ステンレス鋼やニッケル合金は耐熱耐食材料として優れ、非常に過酷な環境で使用されるが、結晶粒界が劣化して腐食や破壊が発生することが未解決の大きな問題である。本研究では材料中の結晶粒界での原子配列を制御して、粒界劣化を起こしにくい対応粒界を高頻度に導入する粒界工学制御技術の開発に成功した。その技術を広範囲のステンレス鋼やニッケル合金に適用し、通常の材料に比べて著しく高い特性を持ち、高い安全性と長寿命を付与するプロセスを確立した。通常の多結晶金属材料は、劣化損傷が粒界を起点として発生し粒界に沿って伝搬することも多く、粒界劣化現象が材料特性を決める場合も少なくない。オーステナイト系材料は、耐熱耐食性に優れ、発電や化学プラントなどで非常に過酷な環境で使用されるが、粒界劣化現象の克服が大きな課題として残されている。一方、低エネルギー粒界(対応粒界)は粒界劣化現象に対して強い抵抗性を有することから、粒界での原子配列を低エネルギー構造に変化させ、材料中の対応粒界密度を高めることによって粒界に起因する劣化現象を抑制する粒界工学が注目されている。筆者らは、通常のオーステナイト系ステンレス鋼に粒界工学に基づく加工熱処理を適用し、超高対応粒界密度材料の作製に成功し、高い耐粒界腐食特性を示した。本研究では、この加工熱処理法をステンレス鋼ならびにニッケル合金を中心に広く一般的な材料に適用して、粒界工学制御材料の作製プロセスの確立を目指すとともに、得られた超高対応粒界密度材料の諸特性を評価し、高度な粒界工学制御が材料の種々の粒界劣化現象に対して高い耐性を示すことを実証することを目的とする。本年度は、汎用オーステナイト系ステンレス鋼としてSUS304、304L、316、316L、321、347型オーステナイト系ステンレス鋼およびインコネル625ニッケル合金に対して加工熱処理条件の最適化を探索し、いずれも85%以上の極めて高い対応粒界密度を有する粒界工学制御材料を作製する条件を見出した。また、SUS316鋼に対して条件を変化させて加工熱処理を行い、対応粒界密度と腐食速度の関係を調べた結果、3次元の粒界腐食伝搬を阻止するには80%以上の対応粒界密度が必要であることを示した。さらに、燐濃度を変化させたSUS304鋼に対してCoriou試験を行い、いずれの燐濃度においても過不働態粒界腐食の抑制にも粒界工学は有効で、燐濃度の低減に加えて粒界工学制御を行うことで耐過不働態粒界腐食性の顕著な向上が認められた。オーステナイト系材料は耐熱材料として優れ、高い高温クリープ特性を有する用途にしばしば使用される。長時間の高温クリープ変形時の破断は結晶粒界に起因する場合が多く、粒界すべりや粒界析出などを抑制することができれば、高温クリープにおける飛躍的長寿命化が期待できる。低エネルギー粒界(対応粒界)は粒界すべりが生じ難く粒界析出も生じ難いことから、粒界工学制御で対応粒界密度を高めることにより、高温クリープの粒界破壊を抑制できる可能性がある。そこで本研究では、粒界工学制御SUS304鋼粒界工学制御材に対して、高温クリープ試験を行った。その結果、母材に比べて粒界工学制御材は1.5倍以上の破断時間を示したことから、粒界工学による高温クリープの大幅な長寿命化が認められた。

一方、低エネルギー粒界(対応粒界)は粒界劣化現象に対して強い抵抗性を有することから、粒界での原子配列を低エネルギー構造に変化させ、材料中の対応粒界密度を高めることによって粒界に起因する劣化現象を抑制する粒界工学が注目されている。筆者らは、通常のオーステナイト系ステンレス鋼に粒界工学に基づく加工熱処理を適用し、超高対応粒界密度材料の作製に成功し、高い耐粒界腐食特性を示した。本研究では、この加工熱処理法をステンレス鋼ならびにニッケル合金を中心に広く一般的な材料に適用して、粒界工学制御材料の作製プロセスの確立を目指すとともに、得られた超高対応粒界密度材料の諸特性を評価し、高度な粒界工学制御が材料の種々の粒界劣化現象に対して高い耐性を示すことを実証することを目的とする。昨年度までに、粒界工学制御材料を作製し顕著な耐粒界腐食性を付与することに成功した。さらに、鋭敏化に起因して溶接熱影響部に生じるウェルドディケイ抑制にも顕著な効果があることも実証した。しかし、粒界工学制御材料の実用時には、実施工に際して加工ひずみを受けた後溶接される場合がしばしばある。そこで、本年度は、粒界工学制御材に対して、ひずみを与えた後溶接を行い、溶接部の粒界腐食性を評価した。その結果、ひずみ量5%以上では回復・再結晶により粒界性格分布に変化が見られたが、粒界工学制御材料は全ての条件で通常の未制御材料より粒界腐食が顕著に抑制されていることから、粒界工学制御材料がひずみ付加後溶接においても、高い耐粒界腐食性を維持することを明らかにした。
装着者の長期利用を目指した,ケージング把持機能を持つ五指筋電義手システムの開発

本研究では筋電義手の長期利用を目指し,(1)義手に適した物体把持手法としてのケージング把持の物体拘束方法の検討と,カメラによるケージング操作対象物体の認識,(2)使用者の動作意図推定のための,筋電位を用いた動作識別,を中心に取り組んだ.(1)では5指ハンドの位置制御によって物体を幾何学的拘束で把持する方法を提案し,いくつかの単純形状物体に対して,その囲い込み(ケージング)の指配置を実験的に検討した.また,リング型ケージング対象物の形状特徴の抽出とその位置・姿勢推定を行った.(2)では2つの電極の組み合わせによって4動作の識別を可能であることを確認した.本研究では筋電義手の長期利用を目指し,(1)使用者の動作意図推定のための,筋電位を用いた動作識別とカメラによる操作対象物体の認識,(2)義手に適した物体把持手法としてのケージング把持の物体拘束方法の検討,を中心に取り組んだ.「ケージング」とは対象物をロボットで囲い込み,抜け出せないように拘束する手法である.力に頼らない物体拘束であるため,細かな力制御の難しい筋電義手による物体操作に適すると考える.(1)では筋電義手の長期利用のためには,動作の識別,推定に必要なセンサ(および動作のためのアクチュエータ)は少なくすることが望ましいと考え,2つの筋電位センサによる動作の識別と,カメラによるケージング対象物の物体認識に取り組んだ。実験結果では2つの筋電位センサの組み合わせによって4つの手指の状態を識別できることを示した.これによって(2)で述べる低自由度ハンドによる動作を十分に実現できると考える.カメラによる物体認識では一般的に利用されている画像処理ライブラリを利用して,対象物の形状特徴(リング形状)の抽出およびその位置・姿勢の推定を行うアルゴリズムを構築した.(2)では日常生活下で扱う物体のうち,単純形状(球,円柱,角柱など)のものに対して実験的にケージング把持の形態を検討し,動力学シミュレーションおよび実機実験によってその手法の有効性を確認した.これによって人型の5指ハンドによって物体を幾何学的に拘束する手法にはいくつかのパターンが考えられ,そのうち必ずしも各指を独立に制御する必要はないことを示唆する結果が得られた.すなわち,低自由度の(複数指を同時に制御する)ハンドであっても十分な把持性能を発揮できる可能性を示した.これらの把持形態は幾何学的拘束をベースとするため,ハンドの簡単な位置制御のみで実現できることが利点である.本研究では筋電義手の長期利用を目指し,(1)義手に適した物体把持手法としてのケージング把持の物体拘束方法の検討と,カメラによるケージング操作対象物体の認識,(2)使用者の動作意図推定のための,筋電位を用いた動作識別,を中心に取り組んだ.(1)では5指ハンドの位置制御によって物体を幾何学的拘束で把持する方法を提案し,いくつかの単純形状物体に対して,その囲い込み(ケージング)の指配置を実験的に検討した.また,リング型ケージング対象物の形状特徴の抽出とその位置・姿勢推定を行った.(2)では2つの電極の組み合わせによって4動作の識別を可能であることを確認した.当該年度には補助事業研究テーマについて,「1.電動義手によるケージング把持の動力学シミュレーション」,「2.ケージング把持のためのリング状物体の特徴点抽出」,「3.表面筋電位解析による手の二動作の識別」の3つをサブテーマとして実施した.テーマ1では動力学シミュレータおよび実機を用いて,義手に適した物体拘束手法を提案するための実験的検討を行い,いくつかの物体に対する拘束手法を提示した.一般に精緻な制御の容易でない義手に対して,力に頼らない拘束手法であるケージングは物体拘束における新たな指針になると期待できる.この成果は次年度の国内会議で発表する.また,さらに多数の把持拘束手法を提案し,その拘束度合いを定量的に評価する枠組みの構築を目指す.テーマ2およびテーマ3はマルチモーダルセンシングによる義手装着者の運動意図推定に関連するものである.テーマ2では筋電図解析による手指の二運動の識別を目指して計測,解析を行い,二運動識別の指標となる値を推定できた.従来,筋電図による運動識別のためには機械学習が必要であったが,この成果によって,学習によらない運動識別が可能になると期待できる.ただし,指標の個人差や経時変化についての考察が不十分であるため,次年度はより多くの被験者について計測を行い,推定した識別指標の精度を検証し,運動意図推定の向上を図る.テーマ3ではカメラ画像から物体を認識し,物体拘束の動作計画につなげるものであり,一つの物体についてはおおよそ認識が可能になっている.今後はその識別精度と位置・姿勢推定精度の向上を図るとともに,他物体の識別にも着手する.本研究ではケージングに着目し,その拘束条件のために必要な形状特徴を認識することを目指しているが,この物体認識手法はほかの把持などの手法に応用可能であると考える.当該年度に設定した3つのサブテーマ「1.電動義手によるケージング把持の動力学シミュレーション」,「2.ケージング把持のためのリング状物体の特徴点抽出」,「3.表面筋電位解析による手の二動作の識別」は当該補助事業の研究計画に基づくものであり,各テーマともおおむね順調に進展しているといえる.特にテーマ1については次年度に予定していた実機実験にまで着手することができ,その成果を国内会議において発表するに至っている.テーマ2およびテーマ3についてはそれぞれ,運動識別の評価指標,物体認識の基本的枠組みはおおよそできているものの,実験による検証結果が不十分である.

次年度早期に実験結果をまとめ,国内外での研究発表への到達を目指す.また,実験環境の開発については,当該年度において簡単な動作,制御は可能になっている.次年度も継続して開発を行い,センシングを含めた制御器の構築,動作の安定化,高度化に取り組む.次年度にはまず,前年度までで不十分であった,各手法の実験による検証を進め,この成果を国内外の会議および学術誌において発表することを目指す.これらの実験環境はおおよそ前年度までに整備することができているため,できるだけ早期に実験データの蓄積,解析を進める.次年度初頭に国内発表を行うテーマ「1.電動義手によるケージング把持の動力学シミュレーション」についてはより多くの対象物に対する手法の提示,およびその定量的評価の導出を行い,国際会議や学術誌への投稿を目指している.「2.ケージング把持のためのリング状物体の特徴点抽出」については,カメラによる対象物の物体認識精度の向上,位置・姿勢の特定などの課題の解決に取り組む.特に,ケージングによる物体拘束のために必要な特徴点抽出の提案する手法をより多くの対象物に適用し,その精度や汎化性能を高める.「3.表面筋電位解析による手の二動作の識別」においては前年度までの実験結果から提案する指標の妥当性を検証しているが,データ数が十分ではない.次年度には被験者を増やし,指標に対する個人差の影響を検証すること,および筋電位が筋疲労にどのような影響を受けるか調べることに取り組む.個人差や経時変化に影響されない識別手法が提案できれば,筋電義手の装着しやすさを向上できると考える.さらにテーマ2および3を融合し,義手装着者の物体把持意図推定およびその動作アシストシステムの構築を目指す.具体的には,運動識別から把持動作の意図を推定し,カメラによる物体認識から対象物を判別して把持方策(特にケージング)を提示する.これによって,制御の容易でない筋電義手による把持動作をアシストし,把持操作性の向上を図る.次年度に使用する予定の研究費が生じた理由として,年度当初に主要な物品として挙げていたロボットハンドの新規購入に至らなかったことを挙げる.このロボットハンドについては,一部を共同研究者より貸与することができたため,新規分の購入がなくても当該研究を進めるために必要な実験環境が整っており,研究遂行上に支障はない.その代わりに本体購入分の予算使途を変更し,実験に関わる消耗品や部品の交換,研究計画の初頭で必要となった実験データの計測環境や解析ソフトウェアの購入を優先した.これらは比較的少額のものが多かったため,残差が生じ,次年度に使用することとなった.次年度は前年度までに不十分であった実験結果の蓄積と解析,検証を進める.これについてはすでに前年度までに実験環境の整備がおおよそできており,消耗品等の購入のみで研究を遂行できるものとみている.次年度の研究費の多くはそれらの成果を国内外の学会や学術誌で発表するための旅費,投稿費などに当てる計画である.また,現在開発中であるロボットハンドの完成に必要なセンサやアクチュエータを整備し,新たな実験に着手することを目指す.
B2型金属間化合物の点欠陥挙動およびその原子拡散機構との関連性の解明

B2型金属間化合物相は等原子比組成近傍に多くの2元合金に形成される。組成の化学量論比からのずれ,または温度上昇に伴い点欠陥が形成されるが,その振舞いが材料特性として原子拡散機構と密接に関連する事は良く知られている。この点欠陥挙動に関して,in-situ高温中性子線・X線回折法に基づく実験的ならびに熱統計法に基づく理論的研究を行った。B2FeAl合金に対する回折実験の結果,熱空孔はFe,Al格子席上にほぼ同等に形成される(RVD),また不正原子(不正格子席を占める原子)は正規格子席に戻る(ASAR)傾向がある事を見出した。これはB2型合金に現れる点欠陥に対して従来考えられていた,不正原子(ASD)と複合欠陥(TRD)タイプのいずれにも属さない新しい知見である。上記特徴を踏まえて,B2型合金ABの点欠陥形成機構をBragg-Williams法に基づき熱統計的に考察した。その際,基底状態(絶対0度)における構造欠陥はASDであるとし,構造空孔はいかなるB2合金にも存在しないとした。これはNiAl,CoAl,FeAl合金に対し最近我々が行った密度測定による空孔濃度の実測に基づき導かれた結論である。更に昇温に伴う熱欠陥はRVD機構による空孔形成を基本とし,ASARとTRD機構とが混在したhybrid状態を仮定した。計算結果(casel)は,B過剰側で空孔濃度が昇温に伴い増加し構造空孔量に近づく事,更に不正B原子の戻りが起こる事を示した。また組成変化の結果よりA過剰側で不正A原子が,B過剰側でA空孔(A格子席上の空孔)が主要欠陥である事,更にB過剰側で少量の不正B原子が存在する事が示せ,B2NiAlの実測と良く符号した。case2では,A過剰側でA空孔,B空孔が昇温に伴いほぼ同量に増加し,B2FeAlのRVD的振舞いが再現された。また空孔濃度の組成変化がA過剰側で緩やかでB過剰側での急増と好対照となる事も実測と良く一致した。
非破壊パルス強磁場磁束濃縮法による超100T高感度磁化測定

2018年9月、東京大学物性研究所に於いて、制御された室内での実験としては世界最高となる1200テスラの超強磁場発生に関する研究成果が公表され、大きな注目を集めている。この1200テスラは、電磁気学的な手法により磁束を狭い空間に濃縮するという、電磁濃縮法という技術によって達成された。ただし、この濃縮を伴う磁場発生によって、試料や測定プローブはもちろん、磁場を生み出すコイルそれ自体も完全に破壊される。しかし、現在の磁場発生技術では100テスラを越える磁場をコイルの破壊無しに発生する事はできない。そこで本研究では、全く新しいアイデアに基づく、破壊を伴わない磁束濃縮による強磁場発生技術を確立し、超100テスラ領域での繰り返し可能な精密な物性実験の実現を目指している。初年度に実施した研究では、まず元になる種磁場用パルス電磁石の開発を行い、約0.5ミリ秒のパルス幅で36テスラの磁場発生に成功した。そして、この電磁石が作る磁場を濃縮することで5テスラの種磁場を10テスラまで増強し、約200パーセントの磁束の濃縮に成功した。2年目となる2018年度は、磁束の濃縮率をより高めるために、磁束を閉じ込める為の無酸素銅製治具の構造を見直し、様々な寸法を持つ磁束濃縮器を製作して、その濃縮効率を最適化する構造の探索を進めた。その結果、磁束濃縮率を最大で300パーセントに高めることに成功した。今後、更なる磁束濃縮率の向上を実現するための最適化を進めると共に、低温での実用実験に必要となる試料空間の大きい大型のマグネット、およびクライオスタットを製作し、磁束濃縮磁場を用いた実証実験を行う。初年度に開発した約0.5ミリ秒のパルス幅で36テスラの磁場発生可能な種磁場用パルスマグネットを用いて、磁束濃縮率を最適化するための磁束濃縮器の開発を進めた。具体的には、テーパー角、内外径比、分割数の異なる複数の無酸素銅製磁束濃縮器を設計しそして数値制御による機械加工によって製作し、それらを用いて磁束濃縮率を実測する試験を行った。その結果、種磁場強度5テスラ未満の領域において、磁束濃縮率を従来の200パーセントから300パーセントに高めることに成功した。これと平行して、初年度に開発した磁束濃縮器を用いて、種磁場強度を上げる試験を実施した。その結果、種磁場強度20テスラの条件での濃縮後の磁場強度は30テスラとなり、濃縮率が150パーセントと低磁場領域のそれと比較して低下していることが確認された。この濃縮率が非線形になる原因の可能性としては熱による表皮効果の低下が考えられることから、温度の実測による原因の検証と高磁場域で最適となる磁束濃縮器の構造の再検討をする必要がある。この再検討作業のため、実際に測定するための実用装置の開発が遅れているため、やや遅れていると判断した。高磁場域での濃縮率低下の原因を再検討し、最適となる磁束濃縮器の構造の決定のため、試作機を実際に製作することによる実証実験と平行して、有限要素法を用いた数値計算による理論解析を行う。また、実用実験を見据えて、ヘリウム温度4.2ケルビンでの実験に必要な10Φの試料空間を確保した大口径の磁束濃縮器を設計するとともに、その磁束濃縮器を組み込むことが事が可能な大口径で、持続時間サブミリ秒のパルス電磁石の開発を行う。加えて、ノイズの少ない磁場発生電源の開発も進める。さらに、従来のガラス製デュワーに代わるガラス繊維強化樹脂(FRP)製の液体ヘリウムデュワーを開発する。これは、実際の実験では磁束濃縮器である金属とヘリウムを溜めるための容器が近接することから、衝撃による容器の損傷を避けるために重要となる。このFRP製のデュワーの開発に成功すれば、金属製デュワーを使った実験装置の非金属化も可能になることから、本研究テーマが目指す強磁場化のベクトルに加えて、1K未満の極低温での実験技術の高度化という波及効果も期待される。磁場は物質の基本的性質を決める電子が持つスピンとその軌道運動に直接作用する事ができる重要な外場である。磁場発生技術の発展が広く科学の基礎研究から産業応用に与えた影響は計り知れない。一般に、超伝導磁石を用いた磁場発生法が良く知られているが、現在の超伝導技術では到達することの出来ない30テスラを越える磁場領域では、コンデンサに蓄積したエネルギーを大電流としてコイル(電磁石)に開放することで、瞬間的に強い磁場を得ることができるパルス強磁場発生法が利用される。但しこの方法でも、100テスラを越える磁場領域ではコイルに架かる電磁応力の影響が深刻となり、コイルの破壊を伴うことなく磁場を発生する事はできない。本研究目的は、単純に電流を増強して磁場強度を高める従来のパルス強磁場発生技術とは一線を画す、自発的に磁束を閉じ込め磁場強度を上げる全く新しいアイデアに基づいた強磁場発生技術を確立することである。今年度に実施した研究では、まず元になる磁場(種磁場)を発生するサブミリ秒の持続時間を持ったパルス電磁石の開発を行い、約0.5ミリ秒のパルス幅(変動する磁場の半周期)で最大36テスラの磁場発生に成功した。次に、この電磁石内部の磁束を濃縮する磁束濃縮器を作製し、これを用いることで挿入する前の5テスラの磁場を10テスラまで、約200パーセントの磁束の濃縮に成功した。

今後、より高い種磁場強度での濃縮率の変化を測定しながら、より効率的に磁束を濃縮できる濃縮器の構造の最適化を併せて進め、非破壊で100テスラの磁場発生を実現する装置開発を推進する。実際のパルス強磁場実験で使用しているコンデンサ電源を用いてキロアンペアオーダーの大電流を電磁石に印加し、テスラ級の磁場領域においても期待していた磁束の濃縮が起こる事を実証した。平行して、ノイズの少ない磁場発生を実現するためのパルス磁場電源の回路設計を行った。原理的には可能であると考えていた磁束の濃縮が、実用レベルの装置でも実現出来ることを示す成果が今年度の研究で得られたため、初年度の研究は概ね順調に進展していると言える。2018年9月、東京大学物性研究所に於いて、制御された室内での実験としては世界最高となる1200テスラの超強磁場発生に関する研究成果が公表され、大きな注目を集めている。この1200テスラは、電磁気学的な手法により磁束を狭い空間に濃縮するという、電磁濃縮法という技術によって達成された。ただし、この濃縮を伴う磁場発生によって、試料や測定プローブはもちろん、磁場を生み出すコイルそれ自体も完全に破壊される。しかし、現在の磁場発生技術では100テスラを越える磁場をコイルの破壊無しに発生する事はできない。そこで本研究では、全く新しいアイデアに基づく、破壊を伴わない磁束濃縮による強磁場発生技術を確立し、超100テスラ領域での繰り返し可能な精密な物性実験の実現を目指している。初年度に実施した研究では、まず元になる種磁場用パルス電磁石の開発を行い、約0.5ミリ秒のパルス幅で36テスラの磁場発生に成功した。そして、この電磁石が作る磁場を濃縮することで5テスラの種磁場を10テスラまで増強し、約200パーセントの磁束の濃縮に成功した。2年目となる2018年度は、磁束の濃縮率をより高めるために、磁束を閉じ込める為の無酸素銅製治具の構造を見直し、様々な寸法を持つ磁束濃縮器を製作して、その濃縮効率を最適化する構造の探索を進めた。その結果、磁束濃縮率を最大で300パーセントに高めることに成功した。今後、更なる磁束濃縮率の向上を実現するための最適化を進めると共に、低温での実用実験に必要となる試料空間の大きい大型のマグネット、およびクライオスタットを製作し、磁束濃縮磁場を用いた実証実験を行う。初年度に開発した約0.5ミリ秒のパルス幅で36テスラの磁場発生可能な種磁場用パルスマグネットを用いて、磁束濃縮率を最適化するための磁束濃縮器の開発を進めた。具体的には、テーパー角、内外径比、分割数の異なる複数の無酸素銅製磁束濃縮器を設計しそして数値制御による機械加工によって製作し、それらを用いて磁束濃縮率を実測する試験を行った。その結果、種磁場強度5テスラ未満の領域において、磁束濃縮率を従来の200パーセントから300パーセントに高めることに成功した。これと平行して、初年度に開発した磁束濃縮器を用いて、種磁場強度を上げる試験を実施した。その結果、種磁場強度20テスラの条件での濃縮後の磁場強度は30テスラとなり、濃縮率が150パーセントと低磁場領域のそれと比較して低下していることが確認された。この濃縮率が非線形になる原因の可能性としては熱による表皮効果の低下が考えられることから、温度の実測による原因の検証と高磁場域で最適となる磁束濃縮器の構造の再検討をする必要がある。この再検討作業のため、実際に測定するための実用装置の開発が遅れているため、やや遅れていると判断した。
全身性エリテマトーデスにおけるJak3を標的とした治療戦略の確立

全身性エリテマトーデス(SLE)に対するJak阻害療法の可能性を検討するため、Jak3阻害薬CP690,660のリンパ球に対する作用を検討した。その結果、CP690,550は抗CD3抗体と抗CD28抗体(CD3+28)刺激によるCD4陽性T細胞の増殖を濃度依存性に抑制した。また、CD3+CD28刺激により誘導されるIFN-γとIL-17を濃度依存性に抑制した。一方、BCR+sCD40L刺激したB細胞では、CP690,550は増殖能に影響を与えなかった。IFN-γmRNAとIL-17mRNAは、CP690,550により何れも発現が抑制され、CP690,550によるアポトーシスの誘導はみられなかった。以上からCP690,550の主たる標的細胞はCD4+T細胞と考えられ、CP690,550によるサイトカイン産生抑制の一機序として転写抑制の機序が考えられた。SLE患者でIFN-γ,IL-17の産生亢進が報告され、Jak3阻害療法は、これらのサイトカインの産生を抑制することによりSLEに対する治療法となりうる可能性が示唆された。Jak3阻害薬のリンパ球・樹状細胞に対する影響を検証する目的で、ヒト末梢血によるin vitroの実験系を行った。Pfizer社よりJak3阻害薬CP690,550供与を受け、健常人より採取したリンパ球をMagnetic Cell Sorting法を用いて単離し、各種刺激およびCP690,550存在下で培養、細胞増殖への影響を[3H]thymidine取込で、サイトカイン分泌への影響を、ELISA法、Cytometric Beads Array法を用いて評価した。併せて細胞表面抗原をFlow Cytometryにて評価した。その結果、CP690,550は、特にCD4陽性細胞において顕著なサイトカイン分泌抑制効果を示し、主たる標的細胞であると考えられた。CD3+CD28刺激を加えた血CD4陽性T細胞において、CP690,550は濃度依存的にIL-6,IL-8およびIFN-γ,IL-17分泌抑制、および増殖抑制効果を有する事を明らかにした。一方、BCR+sCD40L刺激によるB細胞活性化に対してCP690,550を添加した場合、[3H]thymidine取込による増殖能の変化まControlと比較し有意な差を認めなかった。当科においてSLE患者に対しRituximab(抗CD20抗体)にて寛解導入の後、再燃を来した例ではCD19+IgD-CD27+メモリーB細胞の増加を来した「B細胞型再燃」と、B細胞分画には変化を来さなかったがCD4陽性細胞表面上のICOSおよびIL-17発現を来した「T細胞型再燃」の2種が示唆されており、以上よりJak3阻害療法によるSLE制御において、当初想定していたB細胞に対してではなく、CD4陽性T細胞が主たる標的細胞として期待されることを明らかにした。(744文字)平成21年度は、Jak3阻害薬のリンパ球に対する影響を検証する目的で、ヒト末梢血CD4陽性Tリンパ球を磁気ビーズ法にて分離し、Jak3阻害薬CP690,550存在下での細胞増殖への影響を[3H]thymidine取込で、サイトカイン分泌への影響を、ELISA法、Cytometric Beads Array法、細胞表面抗原をFlow Cytometryにて評価した。抗CD3抗体と抗CD28抗体(CD3+28)刺激により細胞増殖は誘導され、CP690,550により濃度依存性に強く抑制された。また、CD3+28刺激によりIFN-γとIL-17分泌が誘導され、CP690,550は濃度依存性にこれらの分泌抑制効果を示した。以上からCP690,550の主たる標的細胞はCD4+T細胞と考えられた。以上の知見を踏まえ、平成22年度は引き続きCP690,550のリンパ球に対する影響の解析を進めた。

まず、IFN-γとIL-17についてmRNA発現をTaqman PCRにて検討したところ、CP690,550により何れも発現が抑制されていたことから、サイトカイン産生抑制の一機序として転写抑制の機序が考えられた。CP690,550によるアポトーシスの誘導はみられなかった。以上より、CP690,550によるサイトカイン産生抑制の一機序として転写抑制の機序が考えられた。また、SLE患者ではIFN-γ,IL-17の産生亢進が報告され、これらのサイトカインが病態形成に関与する可能性が示唆されており、CP690,550はSLEに対する治療法となりうる可能性が示唆された。
Transfer RNAにおける構造の安定化戦略の解析

生体系のタンパク質合成におけるアミノ酸の運び手であり、かつ遺伝暗号の担い手であるtransfer RNAは共通のクローバーリーフ構造を有しているが、この構造はすべてのtRNA分子において必ずしも安定ではないことを申請者らの研究グループは明らかにするとともに、その具体例を報告してきた。tRNA分子の不安定化はその内部配列における「望ましくない」相補性の存在に起因するが、tRNAの構造不安定化につながる配列にはある条件が存在する。すなわち多くのtRNA分子においてアクセプターステム領域とアンチコドンステム領域近傍との部分構造間において相補的な塩基配列が存在し、その相補性が原因で一部のtRNA分子においてtRNA分子を5'半分と3'半分とに分割したような「ダブルヘアピン」構造へと構造変化(変性)が起こる。tRNAにおけるこのような「望ましくない」分子内配列の相補性を申請者はtRNAの起源と構造が獲得される過程に起因すると考え、それに基づいて、tRNA分子における部分配列の意義と意味を考察した。クローバーリーフ構造が壊れやすいtRNAにはダブルヘアピン構造へと移行しやすい特徴があり、そのようなtRNAはイントロン配列や長いエクストラループを有するものに多く見つかることから、これらの「部分配列」がtRNAのクローバーリーフ構造の安定化に大きく寄与していることが推定された。今回の申請研究では「長いエクストラループ」がtRNAのクローバーリーフ構造を安定化していることを解明できた(論文は準備中)。一方で、tRNAイントロンはクローバーリーフ構造の安定化には寄与していないらしいこともわかった。また、真核生物に広く見られるtRNAイントロンは真正細菌のものには存在しないが、その理由がリボヌクレアーゼPというtRNAの成熟化酵素との相互作用に起因する可能性を見いだすことができた。Transfer RNAは生体内において共通したクローバーリーフ構造を有しているが、すべてのtRNA分子においてこの構造が必ずしも安定ではないことを申請者らの研究グループは明らかにするとともにその具体例を報告した。tRNA分子内における不安定化の主な因子はその分子内における塩基配列に起因し、その原因となる塩基配列には一定の法則があるらしいことを突き止めた。すなわち多くのtRNA分子においてアクセプターステムとアンチコドンステムと呼ばれる部分構造間において相補的な塩基配列が存在し、その相補性がtRNA分子をダブルヘアピンと呼ばれる構造への移動の原因となっている。このダブルヘアピン構造は生体内ではなく試験管内においてのみ誘導されるが、こうしたtRNA分子内における塩基配列の偏りがtRNA分子の起源にあるという仮説をたてることでtRNA分子に関わる多くの疑問を解明することができる可能性がでてきた。すなわちtRNA分子に存在する長いエクルトラループやアンチコドンループに挿入されているイントロンの役割に対する解答である。また、ダブルヘアピン構造へと移行したtRNA分子はリボヌクレアーゼPという酵素によって分子内切断を受けることから、非クローバーリーフ型のtRNAを実験的に検出する1つの手段として利用できることを併せて明らかにした。今年度の研究においては、上記の結果だけでなく、tRNA分子とtRNA合成系酵素の1つであるリボヌクレアーゼPとの共進化の可能性を示唆する幾つかの実験データを得ることができた。
音声認識を用いた日本語自律学習システムの開発

本研究では外国人学習者を対象とした日本語自律学習システムの開発を目的とし,音声認識技術を利用した発音誤りの検出・指摘手法の提案とその性能の検証を行った.高精度に発音誤りの指摘を実現するためには,学習者の母語を把握し,その音素体系・誤りの傾向を把握しておくことが重要である.しかし,多種多様な国・地域の外国人学習者を対象に考えると,あらゆる母語種に応じて,音素体系や誤り傾向を反映したシステムを構築することは大きな労力が必要であり,また,多くの言語については音素モデルを学習するための大量の音声データが不十分であるのが現状である.そこで,日本語の音素体系と音素モデルのみを用いた音素認識器による発音誤り検出・指摘手法を提案した.入力された音声に対して音素認識を行い,その結果と正解音素系列とをDPマッチングによって比較することで,音素の置換・脱落誤りを検出するものである.なお,誤り検出・指摘の対象としたのは,撥音・促音を除く子音である.20名の日本語非母語話者による日本語単語発声データについて,発音誤り音素の検出・指摘実験を行った.日本語の音節構造を考慮し音素並びの制約を設けた音素認識を行うことで,指摘対象となる音素の認識率(正解率)は約73%となった.発音誤りの検出性能は,誤検出率24.1%,検出失敗率28.6%となった.また,対象となった音素がどの音素に置き換わるかといった傾向を中国語・ベトナム語・スペイン語母語話者の各発声データを元に調べ,その置き換わりの傾向に従って,提案手法が音素の置き換わりをどの程度指摘できるかを検証した.その結果,約68.5%の精度で「正しい発声である/誤りやすい音素への置換である/それ以外の音素への置換である」という指摘が可能であることが示された.本研究では外国人学習者を対象とした日本語自律学習システムの開発を目的とし,音声認識技術を利用した発音誤りの検出・指摘手法の提案とその性能の検証を行った.高精度に発音誤りの指摘を実現するためには,学習者の母語を把握し,その音素体系・誤りの傾向を把握しておくことが重要である.しかし,多種多様な国・地域の外国人学習者を対象に考えると,あらゆる母語種に応じて,音素体系や誤り傾向を反映したシステムを構築することは大きな労力が必要であり,また,多くの言語については音素モデルを学習するための大量の音声データが不十分であるのが現状である.そこで,日本語の音素体系と音素モデルのみを用いた音素認識器による発音誤り検出・指摘手法を提案した.入力された音声に対して音素認識を行い,その結果と正解音素系列とをDPマッチングによって比較することで,音素の置換・脱落誤りを検出するものである.なお,誤り検出・指摘の対象としたのは,撥音・促音を除く子音である.20名の日本語非母語話者による日本語単語発声データについて,発音誤り音素の検出・指摘実験を行った.日本語の音節構造を考慮し音素並びの制約を設けた音素認識を行うことで,指摘対象となる音素の認識率(正解率)は約73%となった.発音誤りの検出性能は,誤検出率24.1%,検出失敗率28.6%となった.また,対象となった音素がどの音素に置き換わるかといった傾向を中国語・ベトナム語・スペイン語母語話者の各発声データを元に調べ,その置き換わりの傾向に従って,提案手法が音素の置き換わりをどの程度指摘できるかを検証した.その結果,約68.5%の精度で「正しい発声である/誤りやすい音素への置換である/それ以外の音素への置換である」という指摘が可能であることが示された.
着手位置を聴覚的に捉えられる多段階式の跳び箱を用いた新たな跳び箱運動指導法の開発

本研究では,着手位置を聴覚的に捉えることができる多段階式の跳び箱を用いた跳び箱運動における新たな指導法を開発することを目的としている。平成30年度は,現在小学校で用いられている規格の跳び箱(長さ80cm)よりも長さが短い2種類の跳び箱(長さ30cmおよび50cm)および着手位置を聴覚的に捉えることができる着手位置誘導マットセンサーを開発した。開発した跳び箱およびマットセンサーを用い,通常の規格の跳び箱を開脚跳びによって跳ぶことができない小学生34名(男子:12名,女子:22名)を対象として,45分間1コマの開脚跳びの指導を主とした授業実践を行った。授業実践では,はじめに最も長さの短い30cmの跳び箱を使用した。その後,50cm,60cm,80cmと徐々に跳び箱の長さを変化させていき,状況に応じてマットセンサーを使用することにより着手位置を着地位置側にコントロールするといった手順で指導を行った。その結果,男女ともに約86%の児童が通常の規格である80cmの跳び箱を開脚跳びによって跳ぶことが可能になった。このことから,通常の規格の80cmの跳び箱を開脚跳びによって跳ぶことができない児童は,跳び箱の長さが跳べない要因の一つになっている可能性のあることが示された。加えて,マットセンサーによって聴覚的な情報を子どもに与えることにより,着手位置を着地位置側にコントロールすることが可能になることも示された。本研究で開発した通常の規格よりも長さが短い跳び箱および着手位置を誘導するためのマットセンサーは,通常規格の跳び箱を開脚跳びによって跳ぶことができない児童に対して有用な教具になる可能性のあることが示された。平成30年度には,当初の計画通り,通常の規格と長さの異なる2種類の跳び箱およびマットセンサーを開発した。また,現在小学校で用いられている80cmの長さの跳び箱を開脚跳びによって跳ぶことができない小学生3年生の児童34名を対象に,本研究で開発した跳び箱およびマットセンサーを用いて開脚跳びの運動指導を実施し,運動指導前後におけるキネマティクスデータを収集することができた。平成31年度(令和元年)は,本研究で開発した2種類の跳び箱およびマットセンサーを用いて運動指導した際に収集したキネマティクスのデータを用いて動作分析を行う。具体的には,80cmの長さの跳び箱を開脚跳びによって跳ぶことができなかった試技(運動指導前)と跳ぶことができた試技(運動指導後)を対象にして,助走局面,踏切局面,第一空中局面,着手局面を対象としてキネマティクスデータの比較を行う。そして,この比較から得られた結果を踏まえ,開発した跳び箱およびマットセンサーを使用することが,80cmの長さの跳び箱を跳べるようになったことに対して,どのような影響を与えたのかについて詳細に検討する。また,実施した運動指導の結果と得られたキネマティクスデータを総合的に判断し,本研究で開発した跳び箱とマットセンサーを用いた新たな開脚跳びの指導法を構築する。

具体的には,80cmの長さの跳び箱を開脚跳びによって跳ぶことができなかった試技(運動指導前)と跳ぶことができた試技(運動指導後)を対象にして,助走局面,踏切局面,第一空中局面,着手局面を対象としてキネマティクスデータの比較を行う。そして,この比較から得られた結果を踏まえ,開発した跳び箱およびマットセンサーを使用することが,80cmの長さの跳び箱を跳べるようになったことに対して,どのような影響を与えたのかについて詳細に検討する。また,実施した運動指導の結果と得られたキネマティクスデータを総合的に判断し,本研究で開発した跳び箱とマットセンサーを用いた新たな開脚跳びの指導法を構築する。平成30年度に予定していた学会に参加しなかったために,次年度使用額が生じた。次年度使用額については,国内および国際学会参加のための費用に充てる予定である。