hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラスチック構造による高速型超精密位置決め装置の試作

(3)超精密化については、従来の装置で用いたビット制御という本研究者らの考案した方法が本研究には適用できないことが判明したので、制御方法をテ-ブルの粗動・微動に分け、粗動は従来と同じ比例制御を、微動では各所軸受、特にボ-ルねじではテ-ブル微小変位領域におけるトルク-変位の関係が準線形(本研究では「ばね性」と呼ぶ)であることを利用して、微分要素をコントロ-ラにいれることにより10mmのステップ応答での位置決めで偏り誤差0.1nm、ばらつき誤差3.1nmと、今までにない超精密を達成した。以上より、本研究により、nmオ-ダの位置決め誤差と、整定時間304msという超精密高速の位置決め装置を新たに作成できとことがわかる。半導体製造装置や超精密工作機械を対象とした位置決め装置で、10mm離れたpoint to point方式での位置決め精度をナノメ-タ(nm)オ-ダに、目標位置の±10nmに入る整定時間を300ms以下にする研究を行った。昨年度製作した装置で、すでにnmオ-ダの位置決め精度を得ているので、本年度は高速化達成の為、次のような事項を実施して整定時間の短縮をはかった。(1)ARV(Anti Residual Vibrationの略)システムの使用による残留振動の低減、(2)制御法の改善(1)については、プラスチック化により軽量となったテ-ブルに付加質量を取り付けて合計質量を24kgとしたとき、テ-ブル加減速時の慣性力の反力により発生する定盤の残留振動を殆どなくすことに成功し、テ-ブル合計質量大小の如何に拘らず、昨年度より2060ms短い整定時間を得た。(2)については、テ-ブル移行を粗動と微動に分けて、まず粗動では従来のゲイン一定の比例制御に代えて、ゲインを目標位置寸前の200nmで10倍にすることによりテ-ブルを目標位置に十分近づけておき、それに続く微動では積分制御を行うことにより、10mmストロ-クのステップ応答を100回繰り返したときテ-ブルが目標位置の10nmに入る整定時間の平均を247msに、また位置決め誤差は確実にnmオ-ダとなり、高速ナノメ-タ位置決めを達成した。本研究では、装置にプラスチックをふんだんに用いる予定でいたが、切削によるプラスチックの加工は、プラスチックの反りなどの問題を含んでいて加工精度を十分出せず、プラスチック(三菱瓦斯化学製BTレンジ)を、テ-ブルと、送りねじナットテ-ブル間のフロ-ティングユニットの2カ所に使用するにとどまった。プラスチック加工について今後の研究が必要であることがわかった。
分子集合状態制御によるセルロ-スの機能開発に関する基礎的研究

分子集合状態制御によるセルロ-スの高次機能化を目的として、セルロ-スに長鎖アルキル基をエ-テルおよびエステル結合で導入した種々のモデル誘導体を合成し、そのサ-モトロピック液晶性と液晶の構造特性並びに両親媒性の誘導体に関してはラングミュア・プロジェクト(LB)膜形成と膜の微細構造との関係について検討し、以下の成果を得た。1.セルロ-スにCH_3(CH_2)_nーの炭素数nが6以上のアルキル鎖をエ-テル結合で導入するとコレステリック構造のサ-モトロピック液晶を形成する。2.エ-テル誘導体が示すコレステリック液晶のらせんピッチとセンス(向き)は側鎖並びにセルロ-ス主鎖の長さ(分子量)に強く依存する。温度変化に伴い、らせんセンスの逆転現象が観察されるが、これは隣接する擬ネマティック層間のねじれ角の温度変化に基づく。3.エステル誘導体が示すサ-モトロピック液晶構造はカラムナ-ヘキサゴナル相である。4.セロビオ-ス(2量体)、セロトリオ-ス(3量体)も長鎖アルキル化によりサ-モトロピック液晶を形成するが、形成する液晶構造はセルロ-スとは全く異なる。特に、alkyl 1ーOーβーDーCellobiosidesはカイラルスメクティックを形成する。5.長鎖アルキル化誘導体はその両親媒性の故に、水面単分子膜を形成するが、エステルとエ-テル誘導体では形成される単分子膜の微細構造は非常に異なる。前者は適当な表面圧(π)ー面積(A)曲線のところで均一単分子膜を形成し、その累積性も良好であるが、後者は不均一膜しか形成し得ない。本研究の目的はセルロ-スに化学修飾反応を施して得られる誘導体分子鎖の剛直性と両親媒性に着目して、分子集合状態を制御し、その構造特性・機能特性を明らかにして、セルロ-スの高次機能化のための基礎的知見を集積することにある。本年度は、セルロ-スに直鎖アルキル基をエ-テル及びエステル結合で導入した種々のモデル誘導体を合成し、サ-モトロピック液晶形成と液晶の構造特性及び単分子膜形成と膜の微細構造との関係について検討し、以下の成果を得た。1.置換度(DS)=3のエ-テル誘導体はアルキル鎖CH_3(CH_2)_n-の炭素数nが6以上になるとサ-モトロピックコレステリック液晶を形成し、コレステリックらせんのピッチとセンス(向き)は側鎖の長さに鋭敏に依存する。温度変化により、センスの逆転現象が観察されるが、これはコレステリック液晶の準ネマティック層間のねじれ角の一様な変化として理解される。2.エステル誘導体(DS=3)はコレステリックとは異なる新しいタイプの液晶相(カラムナ-液晶)を形成する。3.セロビオ-ス(二重体)もその長鎖アルキル化によりサ-モトロピック液晶を形成するが、形成する液晶の特性はポリマ-(セルロ-ス)のそれとは全く異なる。特に、還元性末端にのみ長鎖アルキル基を導入したエ-テル誘導体は、従来知られていない液晶組織を示すことを見出した。4.長鎖アルキル化誘導体はその両親媒性の故に、水面単分子膜を形成するが、電子顕微鏡の明・暗視野モ-ドで直接観察した結果、エステルとエ-テル誘導体では形成される単分子膜の微細構造は非常に異なることがわかった。前者は適当は表面圧(π)-面積(A)曲線のところで非常にきれいな均一膜を形成するが、後者は不均一膜しか形成し得ない。平成元年度の研究より、

(イ)セルロ-スに適当な長さのアルキル鎖をエ-テル結合で導入すると、コレステリック構造のサ-モトロピック液晶を形成し、一方、(ロ)これをエステル結合で導入すると相分離構造型のカラムナ-液晶を形成すること、さらに、(ハ)セルロ-スの化学構造の特徴を保持した最小の構成単位であるセロビオ-ス(2量体)はメソ-ゲンとして有用であることを見いだしたが、本年度はセルロ-スおよびそのオリゴマ-であるセロオリゴ糖が示すサ-モトロピック液晶の構造特性を詳細に検討し、(1)エ-テル誘導体が示すコレステリックらせんピッチおよびらせんセンスは分子量に強く依存する。(2)温度変化に伴うコレステリック液晶のらせんセンスの逆転現象を見いだしたが、これは隣接する擬ネマティック層間のねじれ角の温度変化に基づく。(3)エステル誘導体が示すカラムナ-相はヘキサゴナル構造である。(5)セロトリオ-ス(3量体)も2量体と同様に、そのアシル化誘導体はカラムナ-型のディスコティック液晶を形成するが、長鎖アルキルエ-テル誘導体は液晶を形成しない。ことなどを明らかにした。LB膜に関しては、前年度は、主として電子顕微鏡を用いて誘導体の分子構造と単分子膜の微細構造との関係を検討したが、本年度はエステル誘導体に光機能団であるピレニル基を導入し、累積膜中での蛍光特性を調べることにより、その累積性を調べ、セルロ-スLB膜の構造特性を明らかにした。
銅酸化物高温超伝導体界面の電子状態の理論的研究

銅酸化物高温超伝導体の超伝導ペアがd波対称性であり、金属系超伝導体(s波)とは異なる異方的超伝導体の典型的な物質である。その表面の準粒子状態を研究し、準粒子の散乱による符号変化から生じるアンドレーフ束縛状態を観測することは銅酸化物がd波超伝導であるという証拠にもなる。従ってこの束縛状態を見つけることは超伝導体のペア対称性を決定する上で重要な役割を担う。しかしながら、銅酸化物の表面・界面で磁場をかけた場合は明確にされておらず、残された課題でもあり、研究代表者はその問題に取み研究を行っている。銅酸化物以外の異方的超伝導体として、有機超伝導体(TMTSF)2Xがある。この物質のペア対称性はまだ決着がついておらず、p波やf波といったトリプレットの可能性が指摘されている。そこで我々は超伝導面に垂直に磁場をかかった表面の状態密度を計算した。磁場による表面に流れるsupercurrentとアンドレーフ束縛状態とのドップラーシフトが起こるか、起こらないかということからペアの対称性の決定できる方法を理論的に構築した。この研究成果はPhys.Rev.B 66,(2002)094507,及びJ.Phys.Soc.Jpn.71,(2002)2005に掲載された。
仮想多層膜形成条件熱酸化による高機能極薄シリコン酸化膜の研究

物性の原子レベルの制御を基本概念とした仮想多層膜形成条件熱酸化により、極めて薄いシリコン酸化膜材料の新機能化技術を開発する目的に対して、超清浄極薄酸化膜形成装置を用いて酸化膜厚精密制御熱酸化技術を開発し、シリコン酸化膜厚を一分子層から一原子ステップの精度で制御できることを実証している。次に、酸化膜形成時間を時間分割し、各々の時間ステップでの酸化温度を変化させて熱酸化を行い、一分子層毎に熱酸化する条件を明らかにしている。さらに、仮想多層膜形成条件熱酸化膜を用いたMOSダイオードを試作、測定し、熱酸化条件により、トンネル電流、絶縁破壊電圧が異なる極薄シリコン酸化膜が形成できることを実証している。すなわち、酸化温度を700°Cと900°Cの二段階にして、700°Cに引き続いて900°Cで酸化を行う温度プロファイル条件と、900°Cに引き続いて700°Cで酸化を行う温度プロファイル条件で形成した極薄シリコン酸化膜を用いたMOSダイオードの電流-電圧特性において、700°C-900°Cの条件で形成した酸化膜のトンネル電流は、900°C-700°Cの条件で形成した酸化膜と比較して小さい。これは、酸化条件により酸化膜のエネルギー障壁の形状が異なるためと考えられる。また、700°C-900°Cの条件で形成した酸化膜の絶縁破壊電圧は、900°C-700°Cの条件で形成した酸化膜より高い。これらの結果は、熱酸化温度プロファイルを精密制御することにより、より高い絶縁特性を有する極薄シリコン酸化膜を形成することが可能であることを示している。
多成分超流体における秩序化過程のパーコレーションと動的統計則

(i)多成分超流体の秩序化過程における複合欠陥の生成機構の理論的解明(ii)離散的対称性の破れによる秩序化過程における小規模構造に対する普遍的統計則の解明(i)について:韓国ソウル国立大学のShin氏の実験グループは,多成分超流体であるスピン1のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)の系を,量子クエンチにより反強磁性(AF)相からポーラー(P)相に瞬間的に相転移させることにより,ドメイン壁が途中で途切れたような奇妙な構造が現れることを実験的に確認していた.研究交流のためShin氏のグループを訪問した私はこの観測結果の理論的解明を依頼され,それに成功した.この奇妙な構造は半整数量子渦とドメイン壁が結合した複合欠陥と呼ばれ,離散的な対称性の自発的破れとソリトンの不安定性に関連し,両者を特徴づける二つの異なる長さ(エネルギー)スケールに大きな差異が存在する場合に比較的安定に存在できる.また,このように複数の不安定性機構が順次起こるような秩序化過程はこれまであまり知られておらず,新奇な秩序化過程の発見であると言える.(ii)について:前年度の研究で,相分離する2成分超流体の秩序化過程におけるドメインサイズ分布について,小規模構造が量子効果によって異常な振る舞いをすることを明らかにした.本研究ではこの小規模構造に着目し,離散的対称性の自発的破れが起こる秩序化過程にについて,系に依らない普遍的な統計則を理論的に提案した.2次元系の小規模構造は円状のドメイン壁によって支配されることが観測されているが,その円状のドメイン壁の内部構造の影響は統計的に無視できることを解析的に明らかにした.研究実績の概要で説明した通り,(i)の研究はソウル国立大の実験グループから理論的解明を依頼されて行った国際共同研究である.依頼を受けた時点で私はその重要性を強く認識し,当初の計画を変更してこの共同研究を最優先課題とした.これにより,他の小課題の進展に遅れが生じている.しかし,上記共同研究で得られた成果はその遅れを補って余りあるものであると言える.実際,この研究に関して2018年末に米国物理学会のPhysical Review Lettersに投稿した論文は,約一か月程で受諾された.上記(i)の成果は,交付申請の研究計画に記載した小課題【5】に相当すると言える.韓国の実験グループとは今後も研究交流を継続する予定である.(ii)の成果は小課題【2】に該当するが,上述した通り,(i)の課題を優先したために進捗が遅れている.2017年度に加えて2018年度においても研究計画が変更されており,とりわけ,小課題【5】の比重が他の小課題に比べて大きくなっている.2019年度は,中断していた小課題【2】に関して,フランスの理論グループとの共同研究を進める予定である.また,小課題【5】に関連し,ベルギーの理論グループと共同で,フェルミ超流体における位相欠陥の動的現象に焦点を当てた研究に取り組む予定である.小課題【3】と【4】についてはまだ着手できていないのが現状であるが,準備が整い次第,随時実行に移す.(i)多成分超流体の秩序化過程における複合欠陥の生成機構の理論的解明(ii)離散的対称性の破れによる秩序化過程における小規模構造に対する普遍的統計則の解明(i)について:韓国ソウル国立大学のShin氏の実験グループは,多成分超流体であるスピン1のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)の系を,量子クエンチにより反強磁性(AF)相からポーラー(P)相に瞬間的に相転移させることにより,ドメイン壁が途中で途切れたような奇妙な構造が現れることを実験的に確認していた.研究交流のためShin氏のグループを訪問した私はこの観測結果の理論的解明を依頼され,それに成功した.この奇妙な構造は半整数量子渦とドメイン壁が結合した複合欠陥と呼ばれ,離散的な対称性の自発的破れとソリトンの不安定性に関連し,両者を特徴づける二つの異なる長さ(エネルギー)スケールに大きな差異が存在する場合に比較的安定に存在できる.また,このように複数の不安定性機構が順次起こるような秩序化過程はこれまであまり知られておらず,新奇な秩序化過程の発見であると言える.(ii)について:前年度の研究で,相分離する2成分超流体の秩序化過程におけるドメインサイズ分布について,小規模構造が量子効果によって異常な振る舞いをすることを明らかにした.本研究ではこの小規模構造に着目し,離散的対称性の自発的破れが起こる秩序化過程にについて,系に依らない普遍的な統計則を理論的に提案した.2次元系の小規模構造は円状のドメイン壁によって支配されることが観測されているが,その円状のドメイン壁の内部構造の影響は統計的に無視できることを解析的に明らかにした.研究実績の概要で説明した通り,(i)の研究はソウル国立大の実験グループから理論的解明を依頼されて行った国際共同研究である.依頼を受けた時点で私はその重要性を強く認識し,当初の計画を変更してこの共同研究を最優先課題とした.これにより,他の小課題の進展に遅れが生じている.しかし,上記共同研究で得られた成果はその遅れを補って余りあるものであると言える.実際,この研究に関して2018年末に米国物理学会のPhysical Review Lettersに投稿した論文は,約一か月程で受諾された.上記(i)の成果は,交付申請の研究計画に記載した小課題【5】に相当すると言える.韓国の実験グループとは今後も研究交流を継続する予定である.(ii)の成果は小課題

【2】に該当するが,上述した通り,(i)の課題を優先したために進捗が遅れている.2017年度に加えて2018年度においても研究計画が変更されており,とりわけ,小課題【5】の比重が他の小課題に比べて大きくなっている.2019年度は,中断していた小課題【2】に関して,フランスの理論グループとの共同研究を進める予定である.また,小課題【5】に関連し,ベルギーの理論グループと共同で,フェルミ超流体における位相欠陥の動的現象に焦点を当てた研究に取り組む予定である.小課題【3】と【4】についてはまだ着手できていないのが現状であるが,準備が整い次第,随時実行に移す.当該年度から次年度にまたがった長期海外出張を実施することになったため,所属機関における予算執行の規則上,一部の予算を次年度へ繰り越す必要が生じた.また,次年度は当初予定していたアルゼンチンへの海外出張に加えてブラジルへも赴くことになったため,次年度予算を補填する必要が生じた.(1)研究者個人のホームページ(2)研究者が所属する大阪市立大学の研究者総覧
クロノシークエンス法を用いた森林土壌における有機炭素蓄積速度の評価

歴史時代に噴出した降下テフラ、歴史時代に発生した岩屑流堆積物、洪水堆積物に発達した土壌を対象として、有機炭素蓄積速度を測定した。降下テフラに発達した土壌では0.010.05kgC m^<-2>y^<-1>、岩屑流堆積物に発達した土壌では0.0030.004kgC m^<-2>y^<-1>の値を示し、細粒画分が多い降下テフラの方が1桁大きい蓄積速度を示した。また、日光千手が原において異なる時期に堆積した洪水堆積物に発達した土壌では過去約100年前までの堆積物では0.020.04kgC m^<-2>y^<-1>であったが、約300年前ならびに約1300年前の堆積物では0.01kgC m^<-2>y^<-1>以下であった。降下テフラに発達した土壌における有機炭素の蓄積速度は、Schlesinger(1990)がまとめた欧米の氷河後退地や岩屑流堆積地における蓄積速度(最大で約0.01kgC m^<-2>y^<-1>)よりは大きい値を示したが、岩屑流堆積物に発達した土壌では同等の蓄積速度であった。本研究の目的は、森林のCO_2吸収機能をより正確に評価するために、森林土壌における有機炭素の蓄積速度を各地で測定し、日本における炭素蓄積速度の値域を解明することである。平成19年度は、伊豆諸島の三宅島、大隅半島北部において火山噴出物を母材とする土壌、また日光中禅寺湖西岸の千手が原において洪水堆積物を母材とする土壌を対象として有機炭素の蓄積速度を測定した。三宅島2000年噴出物にはまだ明瞭なA層の発達が認められないが、植生の回復にともなって土壌へ有機炭素が蓄積し始めており、深さ5cmまでに0.010.04kgm^<-2>程度の有機炭素が蓄積していた.桜島の東に位置する大隅半島北部では、広い範囲において大正噴火による火山噴出物の上位には10cm程度のA層の発達が認められ、有機炭素の蓄積速度を算出すると0.020.04kgm^<-2>、y^<-1>の範囲の値を示した。日光千手が原に分布する洪水堆積物における有機炭素の蓄積遠度は渦去約100年前までの堆積物では0.020.04kgm^<-2>、y^<-1>であったが、約300年前ならびに約1300年前の堆積物では0.01kgm^<-2>、y^<-1>以下であった。このことは、土壌生成初期に有機炭素の蓄積が早く、時間の経過とともに徐々に低下する可能性を示唆する。なお、今年度測定した有機炭素蓄積速度は、欧米の氷河後退地や岩屑流堆積地における蓄積速度よりは大きい値を示したが、日本の各地で報告されている黒ボク土や岩屑流堆積物における蓄積速度とは同程度の値を示した。平成20年度は、引き続き大隅半島北部都城盆地周辺において火山噴出物を母材とする土壌、また静岡県安倍川源流部の大谷崩れによる岩屑流堆積物ならびに高知県佐喜浜川源流部加奈木崩れによる岩屑流堆積物を母材とする土壌を対象として有機炭素の蓄積速度を測定した。都城盆地周辺では、広い範囲において桜島安永噴火(1779年)による火山噴出物の上位には15cm弱程度のA層の発達が認められ、有機炭素の蓄積速度を算出すると0.01kg m^<-2> y^<-1>の範囲の値を示した。大谷崩れによる岩屑流堆積物、加奈木崩れによる岩屑流堆積物には58cm程度のA層が発達していた。岩屑流堆積物は礫が多く含まれ、細粒部が少ないために、大谷崩れによる岩屑流堆積物における有機炭素の蓄積速度は0.004kg m^<-2> y^<-1>と火山噴出物に比べて低い値を示した。日本の森林土壌の30cmまでの炭素蓄積量は平均で約7kg m

^<-2>とされているので、本研究で明らかにされた有機炭素蓄積速度から単純に算出すると、日本の森林土壌における炭素の蓄積のためには平均数百年から千年程度の土壌生成期間が必要であることが明らかになった。本研究の目的は、森林のCO_2吸収機能をより正確に評価するために、森林土壌における有機炭素の蓄積速度を各地で測定し、日本における炭素蓄積速度の値域を解明することである。平成21年度は、引き続き高知県佐喜浜川源流部加奈木崩れによる岩屑流堆積物、ならびに1984年御岳山崩れによる岩屑流堆積物を母材とする土壌を対象として有機炭素の蓄積速度を測定した。高知県加奈木崩れの岩屑流堆積地における炭素蓄積速度は、0,0030.004kg m^<-2>y^<-1>であり、静岡県大谷崩れにおける蓄積速度と同等であった。また、御岳山崩れ岩屑流堆積物については植生の回復の遅い上部台地ではA層は色も薄く、厚さは2cm程度であった。航空緑化を行った中部台地では、植生も10m程度の高さまで回復しており、A層は明瞭に厚さ2cm程度認められた。自然放置ながら植生の回復が最も早い下部台地でもA層の厚さは2cm程度であったが、腐植はさらに下位の層準まで浸透していた。炭素蓄積速度は、上部台地、中部台地、下部台地それぞれ約0.01kg m^<-2>y^<-1>、0.020.03kg m^<-2>y^<-1>,0.040.05kg m^<-2>y^<-1>であった。植生の初期遷移過程では炭素蓄積速度が速いことが日光千手が原における調査結果から明らかになっているが、御岳でも同じ岩屑流堆積地であり300年程度の時間を経た加奈木崩れ、大谷崩れに比べて、場所による違いはあるものの、早い蓄積速度を示した。
SLAM統合機構キャリブレーション(SKCLAM)の提案とその産業機械への応用

本研究では,SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)技術を応用することで,ロボットマニピュレータの動作中に周辺環境の地図作成と機構キャリブレーションを同時に行うことを可能とする,SKCLAM (Simultaneous Kinematic Calibration, Localization and Mapping)技術の提案と開発を行うことを目的としている.2018年度においては,SKCLAM問題の定式化を行ったほか,シミュレータ内でマニピュレータとRGB-Dカメラを動作させることで,SKCLAM手法を検証できる環境を構築した.この仮想環境では,機構パラメータの真値を任意に設定したり,カメラ画像のノイズを人工的に付加してSKCLAM手法のロバスト性を評価したり,RGB-Dカメラの解像度を変更したりすることが可能となっており,手法の開発・検証に有用である.また,複数姿勢でのRGB-Dカメラの撮影結果を用いた,特徴点検出とエピポーラ幾何に基づく機構キャリブレーション手法を開発した.この手法について,上述の仮想環境内において6軸マニピュレータを対象に,機構パラメータのキャリブレーションにより手先位置の精度向上が可能であること,そして,そこから環境の点群地図を作成できることを確認した.さらに,実機の6軸産業用マニピュレータとRGB-Dカメラを用いて,同様に機構キャリブレーションおよび点群地図作成を実現した.RGB-Dカメラを用いたSKCLAM問題について,当初予定していたSKCLAM問題の数学的定式化,SKCLAM解法アルゴリズムの開発,検証用仮想環境の構築が達成できた.また,実環境への適用例を示すこともできたため.キャリブレーションと地図作成の精度向上および計算量の低減に向け,SKCLAM手法のさらなる改善と検証を進める.また,全天球カメラを利用したSKCLAMアルゴリズムの提案を行い,RGB-Dカメラを用いた手法との得失を明らかにする.本研究では,SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)技術を応用することで,ロボットマニピュレータの動作中に周辺環境の地図作成と機構キャリブレーションを同時に行うことを可能とする,SKCLAM (Simultaneous Kinematic Calibration, Localization and Mapping)技術の提案と開発を行うことを目的としている.2018年度においては,SKCLAM問題の定式化を行ったほか,シミュレータ内でマニピュレータとRGB-Dカメラを動作させることで,SKCLAM手法を検証できる環境を構築した.この仮想環境では,機構パラメータの真値を任意に設定したり,カメラ画像のノイズを人工的に付加してSKCLAM手法のロバスト性を評価したり,RGB-Dカメラの解像度を変更したりすることが可能となっており,手法の開発・検証に有用である.また,複数姿勢でのRGB-Dカメラの撮影結果を用いた,特徴点検出とエピポーラ幾何に基づく機構キャリブレーション手法を開発した.この手法について,上述の仮想環境内において6軸マニピュレータを対象に,機構パラメータのキャリブレーションにより手先位置の精度向上が可能であること,そして,そこから環境の点群地図を作成できることを確認した.さらに,実機の6軸産業用マニピュレータとRGB-Dカメラを用いて,同様に機構キャリブレーションおよび点群地図作成を実現した.RGB-Dカメラを用いたSKCLAM問題について,当初予定していたSKCLAM問題の数学的定式化,SKCLAM解法アルゴリズムの開発,検証用仮想環境の構築が達成できた.また,実環境への適用例を示すこともできたため.キャリブレーションと地図作成の精度向上および計算量の低減に向け,SKCLAM手法のさらなる改善と検証を進める.また,全天球カメラを利用したSKCLAMアルゴリズムの提案を行い,RGB-Dカメラを用いた手法との得失を明らかにする.当該年度中に建物改修に伴う研究室の引っ越しが発生した関係で,実験環境整備用の部材の調達準備に遅れが生じ,若干の使用残が発生したため.次年度予算と合わせて環境整備の費用に充てる計画である.
XMLにおけるスキーマの変更とそれに伴うインスタンス文書の更新に関する研究

1.本研究で利用している属性文法処理系のMAGEシステムのコードトランスレーションシステムを改良し,従来不可能だった複数ファイルに分けたプログラム記述からコード生成を行うことを可能にした。従来は,コードトランスレーションシステムの実装に利用している商用ツールの関係で,属性文法記述量が多くなるとコード生成できなくなっていたが,この作業により従来より大きなサイズの属性文法を記述して実行することを可能にした。また,HPUX OS以外へ対応させる作業を行った(ただし,現状では商用ツールに依存するコードトラシスレーションシステムは除く)。特に,64bitシステムへの移植作業の過程で多くのバグを発見して修正した。上記のコードトランスレーションの改良が完了したことにより,MAGEシステムで大きな属性文法を扱うことが可能になったため,コードトランスレーション自体もMAGEシステムで記述することができる。そこで,本年度の成果をふまえて,商用ツール依存の部分を無くし,フリー・ソフトウェアのみの環境で利用可能にすることを検討している。2.Simplified DocBook仕様のXML文書をフォーマット済HTML形式に変換する処理系を,本研究で作成したDTDスキーマから属性文法の雛形コードを生成するツール(xml2ag)とMAGEシステムを用いで試験的に作成し,普及しているDSSSL記述によるインプリメンテーションとの記述手法およびメンデナンス性の比較を行った。また,DTDを拡張しXML変換記述に属性文法を利用することを試みている関連研究との対比で,本手法に関する考察を行った。単純な構造のXML文書から目次付のHTMLへの変換を例として,オブジェクト指向属性文法プログラミング環境MAGEを用いて文書トランスレータを構築するため,以下の手順で文書変換を行うプロトタイプを構築した。1.DTDスキーマ情報から属性文法のテンプレートを生成2.得られた属性文法テンプレートに変換ルールを記述3.MAGE処理系によりコンパイルし,XMLトランスレータを構築4.XML文書を処理このプロトタイプ上では,属性文法での変換ルールの記述は,葉ノードの情報を文字列結合で合成して組み立てるという方法で行っているが,親子ノードの間の局所的な属性関係のみで記述するため,変換後の構造を把握しやすいという利点は保っている。ただし,変換前のスキーマと変換後のスキーマとの対応関係を明確にすることが困難であるため,これを解決する方法を検討する必要がある。また,記述した属性文法の変換ルールからXSLTスタイルシートを生成する方法を検討し,単純な構造変換のみの場合のプロトタイプに目処をつけることができた。この部分に関しては,MAGE特有のノード間のメッセージパッシング機能を用いた動的な属性評価や,外部クラス(C++で記述したクラス)の利用などの機能を活用してコーディングを進めており,MAGEでのプログラミング方法の提案,デバッグに役立った。属性文法処理系として,MAGEを利用しているが,この一部としてSynthesizer Generatorというツールにより構築されていたコードトランスレータがあった。しかし,このコードトランスレータでは扱えるコードサイズに限界が見えてきたため,コードトランスレータの再コーディングを進めると同時に属性文法処理系自体のデバッグを進めた。DTDスキーマからオブジェクト指向属性文法OOAGのスケルトンコードを生成するツール群を構築した。これを用いて,Simplified DocBook (SDocBook)形式のXML文書からHTML形式への変換を例に記述実験を行った。SDocBookのエレメント数は111あり比較的大きなスキーマセットである。これをOOAGのスケルトンコードに変換し,もっとも単純な文字列合成を用いてdocbook-utilsなどの既存変換ツールと同等の出力を得られるよう記述実験を行った。ツール開発と平行して記述実験を行っているが,比較的短期間で目的の出力を得ることが出来ていて,変換出力の問題修正や改良を行う場合の有利性を確認できた。ただし,規模の大きなDTDを処理する場合,以下の2点の問題が明らかになった。・スケルトンコードに直接ルール記述する方法では記述が煩雑になりすぎるため,変換ルール記述に対する補助ツール,あるいはルール記述者とのインタフェース言語の必要性が浮かび上がった。・また,現在のスケルトンコード生成法では,DTDエレメントと00AGクラス名のマッピング方法の問題が明らかになり,DTDスキーマ変更時に問題が起るため,これに対する解法を与えることが必須である。また,今回の実験では,単純に文字列合成を用いたが,出力構築に出力スキーマを直接木構造で合成することにより,出力文書の妥当性を保証できるはずで,今後このことを確認する必要がある。2.Simplified DocBook

仕様のXML文書をフォーマット済HTML形式に変換する処理系を,本研究で作成したDTDスキーマから属性文法の雛形コードを生成するツール(xml2ag)とMAGEシステムを用いで試験的に作成し,普及しているDSSSL記述によるインプリメンテーションとの記述手法およびメンデナンス性の比較を行った。また,DTDを拡張しXML変換記述に属性文法を利用することを試みている関連研究との対比で,本手法に関する考察を行った。
高性能PCグラウトのための性能評価方法および配合設計法の確立

以下に示すような研究成果が得られた。(1)グラウト充填性能評価試験装置の開発グラウトの充填性能と流動性を可視的に評価する試験装置を製作し、この試験装置を用いて粘性の異なるグラウトの充填性能について評価することができることを明らかにした。(2)グラウト充填性能に要求される条件の検討開発した試験装置を用いて、グラウトの流動状況、充填性を観察しグラウトの先端角度が20°以上になると充填性が良くなることを明らかにした。(3)グラウト先端部形状の数値解析とその検証グラウト先端部のモデル化を行い実験結果を用いて検証を行った。さらに、パラメーター解析を行うことにより、充填される管径、グラウトの流速、粘性、密度などが、グラウト先端部の形状に及ぼす影響について明らかにした。また、充填条件を満足するためのグラウト性状について検討を行った。(4)PC鋼材などを有する管内を流れるグラウトの充填性の検討シース管内に鋼材を配置し、空隙率、管の傾斜角度,グラウトの粘性をパラメーターにして実験を行い、鋼材が充填性に及ぼす影響について明らかにした。(5)注入管理方法の提案これらの研究成果をグラウトの注入管理に適用するための手法として提案する。本年度の研究実績は以下に示す通りである。(1)グラウト充填性能評価試験装置の開発グラウトの充填性能と流動性を可視的に評価する試験装置を製作し、この試験装置を用いて粘性の異なるグラウトの性状について検討を行った。(2)グラウト充填性能に要求される条件の検討開発した試験装置を用いて、グラウトの流動状況、充填性を観察しグラウトの先端角度が20°以上になると充填性がよくなることを明らかにした。(3)グラウト先端部形状の数値解析とその検証グラウトをビンガム流体と仮定して、流れ解析を行い、実験結果を用いて解析方法の検証を行った。さらに、パラメータ解析を行うことにより、充填される管径、グラウトの流速、粘性、密度などが、グラウト先端部の形状に及ぼす影響について明らかにするとともに、実験で明らかにされた充填条件を満足するためのグラウト性状について検討を行った。これらの研究成果は、次頁に記載の論文に掲載されている。(2)グラウト充填性能に要求される条件の検討開発した試験装置を用いて、グラウトの流動状況、充填性を観察しグラウトの先端角度が20゚以上になると充填性が良くなることを明らかにした。さらに、パラメーター解析を行うことにより、充填される管径、グラウトの流速、粘性、密度などが、グラウト先端部の形状に及ぼす影響について明らかにするとともに、実験で明らかにされた充填条件を満足するためのグラウト性状について検討を行った。
骨髄腫細胞の発現する補助刺激分子群(B7系分子など)とそのシグナル:病態への関与

骨髄腫細胞上のB7分子群の発現は骨髄環境で増強され、直接的・間接的に腫瘍特異的Tリンパ球を抑制する可能性が示唆され、さらに腫瘍細胞の増殖・アポトーシス回避にも関与した。本年度はB7.2、B7-H2分子に注目し、骨髄腫(MM)細胞におけるそれら分子の発現と病態への関与を検討した。1.MM細胞株14種および骨髄検体中の形質細胞(正常者10例、MGUS21例、MM40例)につき、上記B7系分子発現をフロサイトメトリーで解析したところ、MM細胞株の7株にB7.2発現を、9株にB7-H2発現を認めた。MM患者形質細胞のB7.2発現は、正常者やMGUSの形質細胞と比較し高かった。B7-H2発現は、4例のMM患者形質細胞にのみ認めた。MM患者形質細胞のこれらの分子発現は、TNFα添加やストローマ細胞との共培養で誘導・増強された。また、B7.2発現の強いMM患者は、貧血・血小板減少が強くM蛋白量が多かった。2.MM細胞を、腫瘍増殖関連サイトカインやストローマと培養し、B7系分子発現の変化を観察した。B7.2^+とB7-H2^+MM細胞は、B7.2^-とB7-H2^-MM細胞に比べS/G2/M期が多く、細胞増殖速度も速かった。3.MM細胞のB7系分子発現が、自身の増殖や、CD4^+T細胞の増殖やサイトカイン産生に及ぼす影響を解析した。B7.2^+B7-H2^+MM細胞株を健常者CD4^+T細胞と培養しB7分子径路を遮断すると、CD4^+T細胞の増殖とIL-10産生が抑制された。これらの結果より、MM細胞のB7.2およびB7-H2分子発現は、自身の細胞増殖速度に関連し、またCD4+^細胞のIL-10産生を促し、MM細胞の増殖刺激と腫瘍特異的細胞傷害性T細胞の抑制をする可能性があり、MMの病勢に関与している分子であると考えられた。本年度はB7-H1分子に注目し、骨髄腫(MM)細胞におけるそれら分子の発現と病態への関与を検討した。正常者20例、MGUS20例、MM53例、MM細胞株14種の形質細胞上のB7-H1発現をフロサイトメトリーで解析。また、サイトカインやストローマ細胞存在下に培養し、B7-H1発現が誘導されるか観察した。さらに、B7-H1発現と腫瘍増殖・薬剤感受性との関連、腫瘍特異的細胞傷害性T細胞(CTL)に及ぼす影響を解析したところ、(1)MM患者細胞のB7-H1発現は、正常骨髄・MGUSに比べ高く、IFNα・γ刺激や自己ストローマ細胞との共培養により増強した。さらに予後不良例や再燃例で、B7-H1発現がいっそう顕著であった。MM細胞株では、RPMI8226のみにB7-H1発現を認めたが、他の細胞株でもIFNγ刺激でB7-H1発現が誘導された。(2)RPMI8226細胞でのB7-H1^+分画は、B7-H1^-分画と比べ、S/G2/M期の増加・Ki67高発現を認め、さらにL-PAM・DEX耐性であった。(3)RPMI8226とT細胞を共培養するとT細胞のアポトーシスが誘導されたが、このアポトーシスはB7-H1シグナル遮断により抑制された。(4)B7-H1陰性細胞株をIFNα刺激しB7-H1発現を誘導すると、この細胞株に対するCTL活性を抑制した。以上の結果より、MM細胞のB7-H1発現は骨髄環境で増強し、CTL回避だけではなく、腫瘍細胞増殖や薬剤耐性に関与していた。また、従来行われていたIFNα治療は、MM細胞にB7-H1を誘導し腫瘍免疫を抑制する可能性がある。本年度は、骨髄腫(MM)細胞におけるB7-H1分子の発現、発現誘導のメカニズム、骨髄腫病態への関与について検討した。(1)MM患者およびヒトMM細胞株14種の腫瘍細胞上B7-H1発現をフロサイトメトリーで解析。MM患者細胞のB7-H1発現は、正常骨髄に比べ高く、さらに予後不良例や再燃例でB7-H1発現がいっそう顕著であった。MM細胞株では、RPMI8226のみにB7-H1発現を認めた。剛細胞上のB7-Hl発現は、IFNα・γ刺激やストローマ細胞との共培養により誘導・増強された。ストローマから分泌される液性因子がB7-H1発現を誘導していた。(2)B7-H1発現と腫瘍増殖・薬剤感受性との関連、腫瘍特異的細胞傷害性T細胞(CTL)に及ぼす影響を解析したところ、RPMI8226細胞のB7-H1陽性分画は、B7-H1陰性分画と比べ、S/G2/M期の細胞比率が多く、BrdU・Ki67発現は高く、増殖能が高いことが示された。

さらにL-PAM・DEX耐性であった。また、B7-H1陰性剛細胞株に対する腫瘍特異的CTLを樹立。IFNα刺激によりその剛細胞上にB7-H1発現を誘導すると、CTL活性は著明に低下し、B7-H1シグナルを遮断することによりCTL活性は回復した。以上の結果より、MM細胞のB7-H1発現は骨髄環境で増強し、CTL回避だけではなく、腫瘍細胞増殖や薬剤耐性に関与していた。また、従来行われていたIFNα治療は、洲細胞にB7-H1を誘導し腫瘍免疫を抑制する可能性がある。ストローマから分泌されるB7-H1発現誘導因子に関しては現在解析中である。
浮体式風力発電施設の低動揺化のための減揺プレートに関する研究

洋上の膨大な風力エネルギーを利用するため、大水深の海域に設置可能な浮体式の風力発電施設が開発途上にある。様々なコンセプトが提案されているが、風による傾斜や波浪による動揺の少ない浮体を低コストで実現することが課題である。本研究は、波浪中動揺の低減を減揺プレート(フィン)によって実現しようとするものである。減揺プレートは、波浪場や浮体による波の反射・発散による流場の中で複雑な剥離流を発生するため、精度の良い評価が難しい。本研究では、減揺プレート周りの流場や減揺プレートを付けた浮体の動揺評価法を明らかにし、浮体式風力発電施設の波浪中動揺を抑制する新形式の減揺プレートを提案する。
『異本梁塵秘抄口伝集』の基礎的研究

平安期に流行した宮廷歌謡には、神楽歌・催馬楽・東遊歌・風俗歌・朗詠・今様などがある。これらの歌謡の研究に関しては、民俗学や文学の領域からの成果があげられてきた一方で、音楽資料の収集・調査が十分になされてこなかった。そのため、宮廷歌謡が、どのように演奏され、伝承されていたのか、という問いについては、未だ実証的に解明されていない。本研究では、研究が立ち遅れている歌謡の書、『異本梁塵秘抄口伝集』(『梁塵秘抄口伝集』巻第十一十四)に注目し、その基礎的研究(諸本調査、翻刻、本文校訂、注釈)を進めることで、平安末期における宮廷歌謡の実態の解明に繋げる。本研究の目的は、非御撰であるがゆえに研究が立ち遅れていた『異本梁塵秘抄口伝集』の基礎的研究(諸本調査、翻刻、本文校訂、注釈)を進めることで、平安末期における宮廷歌謡の実態の解明に繋げることである。今年度は、諸本調査と諸本の翻刻を進めた。「日本古典籍総合目録DB」(国文学研究資料館http://base1.nijl.ac.jp/)を用いた検索によると、『異本梁塵秘抄口伝集』には、以下の17の七伝本が確認できるほか、先行研究によって、8が巻第十一巻の伝本の一つとして指摘されていた。1国立国会図書館蔵(巻第十二、一軸)2宮内庁書陵部蔵(巻第十一・一三、梁塵秘抄等と合四軸)3東大史料編纂所蔵(巻第十二十四、一冊)4天理大学図書館蔵(巻第十一十四、梁塵秘抄等と合六巻六軸)5多家蔵(「梁塵秘抄郢曲抄」、巻第十一、一冊)6綾小路護蔵(巻第十一、紙背禅門語彙、天治本催馬楽抄等と合一軸、重美)7山井景昭蔵(「多家秘書梁塵秘抄」、巻第十一、一冊) 8静嘉堂文庫蔵(「多家秘書抄一」、巻第十一、一冊)また、『群書類従』に『郢曲抄』として巻第十一(底本不詳)が収められている。調査の結果、6の本は現在は天理図書館に『梁塵秘抄口伝集巻第十一及催馬楽抄』として蔵されていることが判明した。また、7と8に含まれている『異本梁塵秘抄口伝集』巻第十一は同一の本文であり、他に、盛岡公民館蔵や豊田市立図書館蔵の『多家秘書』に含まれる本文と同一であることが分かった。また、18以外の本として、天理図書館蔵『梁塵秘抄口伝集巻第十二抄』があることが分かった。これは、『異本梁塵秘抄口伝集』の本文の一部を抄出したものであるが、巻第十二だけではなく、巻第十四の本文の抄出も確認できた。今年度は、『異本梁塵秘抄口伝集』の諸本調査と翻刻を完了させ、その成果を発表する予定であった。諸本については、現在確認できるものはすべて調査することができた。しかしながら、研究計画段階で把握していた写本だけではなく、新たに、天理図書館蔵『梁塵秘抄口伝集巻第十二抄』などに残る『異本梁塵秘抄口伝集』の本文を発見したことによって、すべての翻刻を終わらせることができず、研究成果の発表に至らなかった。翻刻をすべて終わらせ、本文系統を整理する予定である。併せて、当初の計画通り、本文内容の分析(注釈作業)を進めていきたい。研究成果は、日本歌謡学会の秋季大会(2019年10月下旬開催予定)において口頭発表を行い、同学会の機関誌『日本歌謡研究』に投稿予定である。1国立国会図書館蔵(巻第十二、一軸)2宮内庁書陵部蔵(巻第十一・一三、梁塵秘抄等と合四軸)3東大史料編纂所蔵(巻第十二十四、一冊)4天理大学図書館蔵(巻第十一十四、梁塵秘抄等と合六巻六軸)

5多家蔵(「梁塵秘抄郢曲抄」、巻第十一、一冊)6綾小路護蔵(巻第十一、紙背禅門語彙、天治本催馬楽抄等と合一軸、重美)7山井景昭蔵(「多家秘書梁塵秘抄」、巻第十一、一冊) 8静嘉堂文庫蔵(「多家秘書抄一」、巻第十一、一冊)また、『群書類従』に『郢曲抄』として巻第十一(底本不詳)が収められている。調査の結果、6の本は現在は天理図書館に『梁塵秘抄口伝集巻第十一及催馬楽抄』として蔵されていることが判明した。また、7と8に含まれている『異本梁塵秘抄口伝集』巻第十一は同一の本文であり、他に、盛岡公民館蔵や豊田市立図書館蔵の『多家秘書』に含まれる本文と同一であることが分かった。また、18以外の本として、天理図書館蔵『梁塵秘抄口伝集巻第十二抄』があることが分かった。これは、『異本梁塵秘抄口伝集』の本文の一部を抄出したものであるが、巻第十二だけではなく、巻第十四の本文の抄出も確認できた。今年度は、『異本梁塵秘抄口伝集』の諸本調査と翻刻を完了させ、その成果を発表する予定であった。諸本については、現在確認できるものはすべて調査することができた。しかしながら、研究計画段階で把握していた写本だけではなく、新たに、天理図書館蔵『梁塵秘抄口伝集巻第十二抄』などに残る『異本梁塵秘抄口伝集』の本文を発見したことによって、すべての翻刻を終わらせることができず、研究成果の発表に至らなかった。翻刻をすべて終わらせ、本文系統を整理する予定である。併せて、当初の計画通り、本文内容の分析(注釈作業)を進めていきたい。研究成果は、日本歌謡学会の秋季大会(2019年10月下旬開催予定)において口頭発表を行い、同学会の機関誌『日本歌謡研究』に投稿予定である。
実時間最適化に基づく高性能再構成可能制御システムの構築

本研究プロジェクトでは,アクチュエータの故障に対して頑健な制御系の構成法を提案した.提案制御則は,2モード型モデル予測制御則と修正目標信号生成機構から構成される.制御則は,凸最適化問題を実時間で解きながら実行される.また,この手法に基づき,車両に対する耐故障制御系の構成法を提案し,その有効性を動力学シミュレータにより検証した本研究プロジェクトでは,アクチュエータの故障に対して頑健な制御系の構成法を提案した.提案制御則は,2モード型モデル予測制御則と修正目標信号生成機構から構成される.制御則は,凸最適化問題を実時間で解きながら実行される.また,この手法に基づき,車両に対する耐故障制御系の構成法を提案し,その有効性を動力学シミュレータにより検証した平成22年度は,能動的再構成可能制御の基本アルゴリズムを構築することを目的として研究活動を遂行した.以下に得られた成果を列挙する.(1-a)下位レベル制御器の設計法構築:時変な入力飽和を有するシステムを高性能に制御する制御器(これを下位レベル制御器と呼ぶ)の設計法を構築した.具体的には,飽和レベル依存可変ゲイン制御器を終端状態制御器として用いるdual-mode型モデル予測制御器の設計法を構築した.(1-b)上位レベル制御器の設計と下位レベル制御器との統合:アクチュエータの飽和レベルが小さい場合に,過大な目標信号が制御システムに加わると,制御量を目標信号に追従させることが出来なくなるだけでなく,制御系が不安定化する可能性が生じる.そこで,閉ループ系が不安定化しない範囲で,できるだけ元の目標信号に近い修正目標信号を算出する制御器(これを上位レベル制御器と呼ぶ)を設計し,(1-a)の制御系に付加する方法を示した.(1-c)アルゴリズムに関する理論的検討:最終的に得られた制御アルゴリズムについて,可解性および漸近的追従性が理論的に保証されることを示した.以上の成果については,国内学会で口頭発表し,さらに,国際ジャーナルに投稿中である.本年度は,制御アルゴリズムの改良による制御性能の向上手法の構築,および,実機検証のための実験装置の製作を行った.以下に,それぞれの概要を示す.(a)性能向上のための制御アルゴリズムの改良:前年度の研究により,時変な入力飽和を有するシステムを高性能に制御する制御器の構成法を示した.提案制御器は,飽和レベル依存可変ゲイン制御器を終端状態制御器として用いるdual-mode型モデル予測制御器と,目標軌道の実時間再計算機構から構成される.本年度は,終端状態制御器として,飽和状態を許容する制御則を用いる手法を構築し,この場合にも,アルゴリズムの可解性,目標値への追従性が保証されることを示した.また数値例により,目標値への追従性能を格段に高めることが可能であることを確認した.(b)リアルタイム最適化環境の構築:本研究の制御アルゴリズムは,制約付きの凸最適化問題を毎時刻解く問題に帰着される.本年度は,内点海に基づく数値解法をMatlab/Simulinkを用いてPC上に実装した.その結果,提案制御アルゴリズムを数ミリ秒程度の時間で計算可能であることを確認した.(c)実験装置の構築:提案制御手法の有効性を実機検証するための環境整備を行った.具体的には,ロボットアーム実験装置,および,車両耐故障制御実験のためのドライビングシミュレータを作成した.前者は,飽和レベル可変システムとしてモデル化出来る最もシンプルな実験装置である.後者は,より現実的な制御問題への適用可能性を確認するための装置である.昨年度までの研究により,基本的な制御アルゴリズムの構築,アルゴリズムを実装するための計算機環境,実験装置の製作が,当初予定通り完了した.平成24年度は,これらを用い,提案制御手法の有効性を実機実験により検証した.また,耐故障制御問題へ適用する際に用いる故障診断アルゴリズムも構築した.以下にそれぞれの成果概要を示す.(a)故障診断アルゴリズムの構築:提案制御手法の応用先の一つとして,耐故障制御問題が挙げられる.提案制御アルゴリズムをこの制御問題に適用するためには,各入力チャンネルの入力の上下界の値をオンラインで計測する必要がある.そのための推定アルゴリズムを構築した.具体的には,非故障アクチュエータの数理モデルを用意し,実際に用いるアクチュエータとの時間応答の差を計測し,推定する手法を構築した.(b)車両耐故障制御問題への適用: (b)で構築した故障診断アルゴリズムと,提案制御アルゴリズムを,車両の耐故障制御問題へ適用した.具体的には,ステア・バイ・ワイアと,ドライブ・バイ・ワイアを搭載した車両を考え,いずれかのアクチュエータが故障した場合にも,ドライバの期待する動作が実現されるような制御系を構成した.有効性の検証を,ドライビングシミュレータを用いて行った.(c)ロボットアーム実験装置による検証実験:昨年度製作したロボットアーム実験装置を用い,提案制御アルゴリズムの有効性を検証した.ロボットアーム実験装置は,アームの姿勢によりダイナミクスが非線型に変化する.この非線形性を打ち消すために入力変換を行うことが通常行われる.この場合,変換された入力信号に対する振幅の制限値は姿勢に応じて変化する.この制御対象に対して,提案制御アルゴリズムを適用した.また,がイランに対するロバスト性を高める工夫も行った.その結果,提案手法は短いサンプル周期で十分実装可能であることが確認された.本年度は,提案制御アルゴリズムの基本的な部分に関する成果が,国際誌(SCIに登録)に掲載決定され,さらに,この手法の制御性能を向上させる手法を構築することに成功した.さらに,その有効性を検証するためのソフトウェア環境,並びに,実機実験環境の整備も進んだ.

これらのことから,当初計画通りに順調に進んでいるものと評価出来ると考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度までの成果により,基礎となる制御アルゴリズムは構築できた.本年度は,提案制御アルゴリズムを具体的な制御問題に適用し,その有効性を,数値的,並びに,実験的に検証する.具体的には,昨年度構築したロボットアーム実験装置に提案制御手法を適用し,標準的なモデル予測制御則と比較して高い目標値追従性能を達成出来ることを実験的に確認する.また,より現実的な制御問題としてSteer-by-Wire車両の耐故障制御問題を採り上げ,高次・多変数のシステムにおける有効性を検証する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
子宮内膜症の発症・進展における細胞内シグナル伝達系に関する研究

【目的】子宮内膜症の進展には好中球や肥満細胞による炎症が関与すると考えられており、これらの細胞由来の各種セリンプロテアーゼ(SP)をリガンドとするPAR2の活性化が子宮内膜症の病態に関与すると推測される。本研究では子宮内膜症間質細胞(ESC)のPAR2の作用について、PAR2特異的アゴニストペプチド(PAR2AP)とESC培養系を用いて検討した。【方法】同意のもと手術時に採取した子宮内膜症性卵巣嚢胞壁より分離培養したESCにPAR2APを添加し、炎症性サイトカインIL-6、IL-8分泌をELISA法で、細胞増殖能をPCNAの免疫染色法、BrdU取り込み法および細胞数計測で評価した。また、mitogen-activated protein kinase(MAPK)のリン酸化作用をWestern blot法で調べた。さらに、同意のもとボランティアから採取した末梢血から好中球を分離培養し、好中球培養上清(N-sup)をESCに添加しPCNA免疫染色を行った。【成績】PAR2AP添加(300mM)によりESCからのIL-6とIL-8分泌は有意に増加した(各々8.4倍,2.3倍)。またPAR2AP添加(30mM)により、PCNA陽性細胞の割合(P-rate)、BrdU取り込み能および細胞数は有意に増加した(各々2.3倍,1.4倍,1.24倍)。PAR2APにより3つのMAPK(p38,ERK,JNK)のリン酸化が認められた。また、3つの経路のMAPK阻害剤をPAR2APと同時添加するとPAR2APによるP-rate増加作用が抑制された。N-sup添加によりP-rateは有意に増加した(1.6倍)が、SP阻害剤aprotinin添加によりその増加作用は抑制された。【結論】本研究により好中球由来のSPによるESC増殖作用やPAR2活性化によるESC増殖や炎症の促進作用が示され、好中球を含む炎症細胞由来のSPがPAR2活性化を介して子宮内膜症の進展に作用する可能性が示唆された。子宮内膜症の発症と子宮収縮の異常が関連していることが示唆されている。一方、腹腔内の炎症性環境が子宮内膜症の発症・進展に寄与することが指摘されており、向炎症作用、白血球走化作用等を持つinterleukin(IL)-8などが重要な役割を担うとされている。今回は、異常な子宮収縮が過度のmechanical stressを子宮内膜細胞に負荷することが子宮内膜症発症の誘因であると考え、mechanical stressに対する子宮内膜細胞のIL-8産生の変化につき検討した。さらに、その機序につき検討を加えた。患者の同意のもとに手術検体より子宮内膜を採取し、間質細胞を分離培養した。これにFlexercell tension system(FX-4000T)を用いてmechanical stressを加え、定量的RT-PCR法を用いて4時間でのIL-8mRNA発現の変化を、また、ELISA法を用いて24時間での培養上清中のIL-8濃度の変化を検討した。刺激の条件は、23秒伸長7秒解除の周瑚的伸長刺激とし、細胞径を1.25倍に伸長する強刺激と1.15倍にする弱刺激、ならびに無刺激の3群に分けて比較した。さらに、mechanical stressに対するERK1/2のリン酸化ならびにERK1/2阻害剤投与の影響を調べた。