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イーディス・ウォートンの小説におけるイメージとしての少女

今年度の研究は、昨年に引き続き、ウォートン後期の作品の一つ『子供たち』に登場する15歳のヒロイン、ジュディスを中心に、ウォートン作品における少女の描かれ方について考察し、その成果を「ジュディスの中のアリスとロリーターウォートンの『子供たち』における少女像」(『生駒経済論叢』16(2) 49-67)に発表している。本論では、ジュディスをアリスとロリータの中間に位置する人物ととらえ、アセクシュアルとセクシュアルの両方を併せ持つ彼女の特異な立場が主人公の中年男性マーティンを翻弄している要因であることを論じている。3年間の研究期間を通して、本研究では、ウォートンの描くイメージとしての少女像を、19世紀から20世紀の英米小説における「少女」のプロトタイプ的存在のヒロインと比較しながら、ウォートン小説における婚姻を中心にすえた物語を従来の父娘的インセストのテーマとは別の方法で読み解くことを試みた。プロトタイプの少女像として本研究では特にルイザ・メイ・オルコット著『若草物語』の四姉妹、ルイス・キャロルのアリス、そしてウラジミル・ナボコフのロリータをウォートン作品におけるヒロインの比較対象にすえた。オルコットの描く無垢でひたむきな少女の集合体である四姉妹の残像は、ウォートンの遺作『バカニアーズ』の中で協力し共闘する少女たちの姿に見出すことができる。また、アリスとロリータ、対立する二人の少女像を『子供たち』におけるジュディスに見出したことは前述の通りである。ウォートン作品における少女像を扱う系統だった研究はこれまでなされていないため、本研究はその意味において意義のあるものだったといえるのではないだろうか。しかしながら、扱う作品やプロトタイプの少女像に関して今後さらに例示し、論を掘り下げていく必要があるだろう。今年度の研究は、ウォートンが少女のイメージを形成する過程でプロトタイプとなっている同時代の文学作品に描かれる少女を含め、19世紀から20世紀の英米小説における「少女」のイメージを探ることに焦点をしぼってすすめられた。扱った作品はウォートンの『子供たち』、および彼女の遺作である『バカニアーズ』であるが、それぞれの作品に描かれる「少女」のイメージに近いと思われる作品として、前者ではオルコット作『若草物語』、後者では『不思議の国のアリス』と『ロリータ』を比較対象として選び、ウォートンの描いた少女が彼女の幼少期に読んだとされる『若草物語』や『不思議の国のアリス』にどこまで類似しているのか、またどこが異なるのかについて検証している。『バカニアーズ』と『若草物語』の比較研究は、論文「ライバルから共闘へーウォートン作品における姉妹描写の変遷」Osaka Literary Review 55 (大阪大学大学院文学研究科談話会)に成果の一部がまとめられている。この論文では、「少女」の中でもとりわけ「姉妹」として描かれる複数の少女たちが主人公になっている物語としてウォートンの『バカニアーズ』および短編の「バナー姉妹」を取り上げ、ウォートンが描く未婚女性の姉妹のイメージを『若草物語』の4姉妹と比較している。『子供たち』と『不思議の国のアリス』および『ロリータ』にみるイメージとしての少女の描かれ方に関する研究は、2017年5月開催の日本英文学会全国大会において研究発表を予定しており、2016年度はそのための準備に充てられていた。当初の予定として計画していた『バカニアーズ』における未婚姉妹である「少女」のイメージをウォートン幼少期に活躍していたルイーザ・メイ・オルコット作『若草物語』の四姉妹と比較する構想について、論文にまとめることができた。また、『バカニアーズ』における姉妹に着目した論はウォートン研究の中でもこれまであまりなされてこなかったことを鑑みると、ウォートンの作品研究に関して本研究のオリジナリティが発揮されたといえる。本課題「イーディス・ウォートンの小説におけるイメージとしての少女」における今年度の研究成果は、大きく二つに分類される。一つ目は、ウォートン後期の作品『子供たち』に登場するヒロインのジュディスに焦点をあて、彼女の描かれ方を、19世紀英米文学を代表する少女像として一般に流布しているルイス・キャロルのアリスと、もう一方で退廃的な性的誘惑者でありながらも未成熟で未成年の「少女」としての付加価値をもつ20世紀の代表的少女像、ウラジミール・ナボコフのロリータという二人の対照的なキャラクターと関連させて論じることを試み、その成果は日本英文学会第89回大会において研究発表している。本研究発表では、ジュディスの描かれ方が、19世紀的な無邪気な少女アリスから、中年男性を誘惑するロリータのような20世紀的ファム・ファタールに限りなく近づきつつも、ロリータとは異なり男性との性的接触を最後まで拒むという極限的な少女像へと変化している様を、彼女への思慕に苦しむ中年男性マーティンとの関係を中心に論じた。研究成果の二つ目は、ボストン郊外、レノックスにあるウォートンがかつて住んでいたThe Mountへと実際に赴き、彼女の創作活動の歩みを展示資料や建物全体から体感し、ウォートンが生きた当時の時代をこれまでよりずっと身近なものとして知識を蓄え、多くの有益な資料を得ることができたことである。また、この研究調査では、レノックスだけでなく、ボストン郊外のコンコードを訪問し、ウォートンが少なからず影響を受けたルイザ・メイ・オルコットの『若草物語』の舞台となった実際の家を訪問し、アメリカの少女像の構築に大きく寄与した『若草物語』のヒロインたちに関する多くの有益な資料を得ることができた。ウォートン作品における『子供たち』はウォートンが描くヒロインの中でもその「少女」としての地位を最大限に生かしているという意味において本研究課題と最も結びつきの強い小説であると言える。

その作品を取り上げて学会において口頭発表という成果を得られたために、本課題の進捗状況としては順調に進展しているといえる。、今年度の研究は、昨年に引き続き、ウォートン後期の作品の一つ『子供たち』に登場する15歳のヒロイン、ジュディスを中心に、ウォートン作品における少女の描かれ方について考察し、その成果を「ジュディスの中のアリスとロリーターウォートンの『子供たち』における少女像」(『生駒経済論叢』16(2) 49-67)に発表している。本論では、ジュディスをアリスとロリータの中間に位置する人物ととらえ、アセクシュアルとセクシュアルの両方を併せ持つ彼女の特異な立場が主人公の中年男性マーティンを翻弄している要因であることを論じている。3年間の研究期間を通して、本研究では、ウォートンの描くイメージとしての少女像を、19世紀から20世紀の英米小説における「少女」のプロトタイプ的存在のヒロインと比較しながら、ウォートン小説における婚姻を中心にすえた物語を従来の父娘的インセストのテーマとは別の方法で読み解くことを試みた。プロトタイプの少女像として本研究では特にルイザ・メイ・オルコット著『若草物語』の四姉妹、ルイス・キャロルのアリス、そしてウラジミル・ナボコフのロリータをウォートン作品におけるヒロインの比較対象にすえた。オルコットの描く無垢でひたむきな少女の集合体である四姉妹の残像は、ウォートンの遺作『バカニアーズ』の中で協力し共闘する少女たちの姿に見出すことができる。また、アリスとロリータ、対立する二人の少女像を『子供たち』におけるジュディスに見出したことは前述の通りである。ウォートン作品における少女像を扱う系統だった研究はこれまでなされていないため、本研究はその意味において意義のあるものだったといえるのではないだろうか。しかしながら、扱う作品やプロトタイプの少女像に関して今後さらに例示し、論を掘り下げていく必要があるだろう。引き続き、ウォートン作品におけるイメージとしての「少女」についての研究を行う中で、彼女の描く「イメージとしての少女」像に新たなプロトタイプとなる少女像を適用するか、もしくは、対象とするウォートン作品に新たな解釈を試みることで従来のプロトタイプとの関連性を見出し、「イメージとしての少女」を扱うウォートンの作品群として全体の統一性が保たれるような方向に論を進めていく予定である。そして、ウォートン作品群に描かれるイメージとしての「少女」に統一性を持たせた上で、その描写にウォートンの独自性と先見性を見出し、英米文学史における少女像の変遷における彼女の位置づけと貢献について指摘すると同時に、ウォートンの作品研究として新たな読みと解釈を提示したい。口頭発表の内容に関しては、ヒロインのジュディスが15歳で性的な魅力をもつ女性という設定から、「少女」であると断言するのに説得力にやや欠ける面があったことは否めない。そもそも「少女」の定義は何なのか。「少女」に年齢制限はあるのか。そして、ウォートンが描く「少女」とはそもそもどのような女性像といえるのか。本研究課題の最終年度にあたり、以上の点を含めて考察を深め、まとめていくことが必要であると思われる。
電気化学顕微鏡を用いた単一細胞のイメージングおよび操作

本研究で以下の結果を得た.1.白金マイクロディスク電極をプローブとした電気化学顕微鏡(SECM)を用い,植物細胞(ハネモ)プロトプラスト近傍の酸素濃度を二次元マッピングすることにより細胞の光合成および呼吸活性をイメージングできた.2.1個のハネモプロトプラスト中に光合成電子移動阻害剤であるDCMUを極少量注入し,その後の光合成活性変化を電気化学顕微鏡により追跡したところ,注入された細胞の活性が急激に低下することがイメージングで確認できた.また,近接する細胞の光合成活性の低下も観測された.DCMUは膜透過性が高いため,注入された細胞からDCMUが漏れだし,近接する細胞の活性低下を引き起こしたものと推定された.3.2つの白金ディスクが先端部に配置されたデュアルマイクロディスク電極をプローブとし,ハネモ単一プロトプラストのイメージングに成功した.この場合には,細胞の形状と光合成活性,あるいは形状と呼吸活性の同時イメージングが可能であった.4.ウシ初期胚(受精卵)近傍の酸素濃度プロファイルを電気化学顕微鏡で決定し,単一胚の酸素消費速度を求めた.また,胚成長と酸素消費の相関に関して検討し,酸素消費速度あるいは胚表面とバルク酸素濃度差を指標とすることにより,胚の選別が可能であることを明らかにした.5.固体基板に固定した大腸菌など微生物の呼吸活性をSECMによりイメージングした.また,固体化大腸菌利用したバイオチップを作製し,抗生物質などの化学的刺激を加えた場合の呼吸活性変化を捕らえることに成功した.6.デュアルマイクロディスク電極上で誘起される局所誘電泳動を利用することにより,クロレラを単一細胞レベルで捕捉することができた.本研究で以下の結果を得た.1.白金マイクロディスク電極をプローブとした電気化学顕微鏡(SECM)を用い,植物細胞(ハネモ)プロトプラスト近傍の酸素濃度を二次元マッピングすることにより細胞の光合成および呼吸活性をイメージングできた.2.1個のハネモプロトプラスト中に光合成電子移動阻害剤であるDCMUを極少量注入し,その後の光合成活性変化を電気化学顕微鏡により追跡したところ,注入された細胞の活性が急激に低下することがイメージングで確認できた.また,近接する細胞の光合成活性の低下も観測された.DCMUは膜透過性が高いため,注入された細胞からDCMUが漏れだし,近接する細胞の活性低下を引き起こしたものと推定された.3.2つの白金ディスクが先端部に配置されたデュアルマイクロディスク電極をプローブとし,ハネモ単一プロトプラストのイメージングに成功した.この場合には,細胞の形状と光合成活性,あるいは形状と呼吸活性の同時イメージングが可能であった.4.ウシ初期胚(受精卵)近傍の酸素濃度プロファイルを電気化学顕微鏡で決定し,単一胚の酸素消費速度を求めた.また,胚成長と酸素消費の相関に関して検討し,酸素消費速度あるいは胚表面とバルク酸素濃度差を指標とすることにより,胚の選別が可能であることを明らかにした.5.固体基板に固定した大腸菌など微生物の呼吸活性をSECMによりイメージングした.また,固体化大腸菌利用したバイオチップを作製し,抗生物質などの化学的刺激を加えた場合の呼吸活性変化を捕らえることに成功した.6.デュアルマイクロディスク電極上で誘起される局所誘電泳動を利用することにより,クロレラを単一細胞レベルで捕捉することができた.本年度は以下の結果を得た.(a)電気化学顕微鏡を用いた細胞機能のイメージング:プローブであるマイクロ電極を,高精度XYZステージに取り付け,このステージ系と倒立顕微鏡,マルチポテンシオスタット,ステージ駆動制御系と組み合わせることにより,細胞を対象とした電気化学顕微鏡を作製した.また,システムを一元管理するためのソフトウエアを開発した.(b)プローブとして白金マイクロディスク電極を用いることにより,植物細胞(ハネモ)プロトプラスト近傍の酸素濃度を計測することに成功した.また,この酸素濃度を二次元マッピングすることにより細胞の光合成および呼吸活性をイメージングできることが明らかとなった.(c)測定溶液に,細胞膜透過性の低いフェロシアンイオンを添加し,細胞近傍における酸化電流を計測することにより,細胞の形状をイメージングできることが明らかとなった.(d) 1個のハネモプロトプラスト中に光合成電子移動阻害剤であるDCMUを極少量注入し,その後の光合成活性変化を電気化学顕微鏡により追跡したところ,注入された細胞の活性が急激に低下することがイメージングで確認できた.また,近接する細胞の光合成活性の低下も観測された.DCMUは膜透過性が高いため,注入された細胞からDCMUが漏れだし,近接する細胞の活性低下を引き起こしたものと推定された.(e) 2つの白金ディスクが先端部に配置されたデュアルマイクロディスク電極をプローブとし,ハネモ単一プロトプラストのイメージングに成功した.この場合には,細胞の形状と光合成活性,あるいは形状と呼吸活性の同時イメージングが可能であった.(f)上記のヂュアルマイクロディスク電極上で誘起される局所誘電泳動を利用することにより,クロレラを単一細胞レベルで捕捉することが可能であった.本年度は以下の結果を得た.1.ウシ初期胚(受精卵)近傍の酸素濃度プロファイルを電気化学顕微鏡で決定し,単一胚の酸素消費速度を求めた.消費速度は,10-14mol/sのレベルであり,胚の性質に大きく依存することが明らかとなった.また,胚成長と酸素消費の相関に関して検討し,酸素消費速度あるいは胚表面とバルク酸素濃度差を指標とすることにより胚の個体差に関して検討した.

酸素濃度差は胚の呼吸活性を反映しており,受精後6日の時点で,濃度差が5μM以下の胚は,その後正常に成長しないことが確認でき,この手法が胚の選別に使用できることが明らかとなった.2.固体基板に固定した大腸菌など微生物の呼吸活性をSECMによりイメージングした.また,固体化大腸菌利用したバイオチップを作製し,抗生物質などの化学的刺激を加えた場合の呼吸活性変化をイメージングした.大腸菌チップを用いた場合には,チップを70%エタノールで処理すると,固定化大腸菌の呼吸活性が消失していることが明らかとなった.また,抗生物質であるアンピシリンおよびストレプトマイシンで処理した場合には,これらの抗生物質の濃度に対応し呼吸活性が減少した.呼吸活性変化を定量的に評価し,通常使用されている寒天培養法による発育阻止濃度との相関を検討したところ,チップを用いたSECM計測した場合の方が高感度しかも短時間で,抗生物質の薬効を評価できることが明らかとなった.
植物のゲノムメンテナンスとエピジェネティック制御機構の解析

本研究では、ゲノムメンテナンスとエピジェネティック制御の双方に関わるシロイヌナズナの核内因子BRU1を中心に解析を行った。BRU1は複製時のクロマチンの再構築に関わると推定されているが、bru1変異体では、クロマチンを介した制御を受ける広範な遺伝子発現制御に乱れを生じ、そのために種々の形態異常が誘発されると考えられている。前年度の研究では、2つのbru1変異体アリルにおいて、polycomb group因子群によってエピジェネティックな発現抑制維持を受ける遺伝子の制御にも乱れが生じることを報告した。今年度は、このような遺伝子の乱れがどの細胞で起きているかを細胞組織化学的に調べた。その結果、本来種子の形成過程で起きる遺伝子の発現が、葉の組織でstochasticに発現することが判明した。これらの結果は、上述の仮説を支持するとともに、BRU1が重要な因子であることをさらに裏付けた。BRU1は、2つのタンパク質相互作用ドメインをもつ新規の核タンパク質をコードするが、その分子機能が不明なままである。そこで、BRU1結合因子を明らかにすべく、TAPシステムを利用したBRU1複合体の精製を試みた。BRU1-TAP融合たんぱく質をBRU1プロモーターの制御下で発現させたシロイヌナズナ細胞の粗抽出液より、2段階のアフィニティー精製を行ったところ、BRU1を含むタンパク質画分を得ることができた。これらの結果をもとに、BRU1複合体を形成する因子の同定を行うことで、DNA複製時のクロマチン再構築に関与するBRU1やその結合因子の機能解明が進むものと期待している。ゲノムメンテナンスとエピジェネティック制御の双方に関わるシロイヌナズナの核内因子BRU1の解析を進めた。BRU1は複製時のクロマチンの再構築に関わると推定されているが、bru1変異体では、クロマチンを介した制御を受ける広範な遺伝子発現制御に乱れを生じ、そのために種々の形態異常が誘発される可能性が提起されている。本研究では、先ず詳細な形態観察を行い、2つのbru1変異体アリルにおいて、葉の組織からしばしば異所的な器官形成が生じることを見出した。このことは、遺伝子発現の乱れが細胞の分化状態維持に影響を及ぼしていることを予期させたが、実際、これらの変異体アリルにおいて、組織特異的な遺伝子の発現が異所的に起きることを確認した。また、polycomb group因子群によってエピジェネティックな発現抑制維持を受ける遺伝子の制御にも乱れが生じることも確認した。これらの結果は、BRU1が複製時のクロマチンの再構築に関わるという仮説を支持した。BRU1は、2つのタンパク質相互作用ドメインをもつ新規の核タンパク質をコードするが、これまでにBRU1に結合する因子として、クロマチンと相互作用すると予想される因子(群)が単離されている。とれらの因子の機能を明らかにすべく、遺伝子破壊株の多重変異系統を作製した。さらに、TAPシステムを利用したBRU1複合体の精製を行うべく、BRU1-TAP融合たんぱく質をBRU1プロモーターの制御下で発現させたシロイヌナズナ細胞系統を作出した。この融合たんぱく質は、予想通り核を含む画分に検出された。現在、BRU1複合体の精製条件を検討中である。今後、これらの研究材料を用いることで、BRU1やその結合因子の機能解明が進むものと期待している。
インライン振動物体のロックイン状態における非定常流体力

流体による振動の中では従来、カルマン渦による渦励振が一般的に良く知られている。それは物体の固有振動数がカルマン渦の流出振動数に近づくと、カルマン渦の流出振動数が物体の固有振動数に引きつけられる、いわゆるロックイン現象を生じる。このロックイン状態では物体の振動振幅が急激に増加し、時には大規模な事故等が誘発される場合もある。本研究では流れ方向に二次元円柱を強制振動させ円柱の加振振動数をロックイン状態の領域内外に変化させた場合の円柱に作用する流体力について詳細に調べ、ロックイン状態の領域内外の渦励振を誘発する非定常な流体力の評価を行なった。本研究で用いた風洞は、500mm×500mmの正方形吹き出し口をもつN. P. L式ブローダウン型風洞で、長さ2000mmの測定部を有している。モデルとなる円柱は直径D=50mmアルミニウム製のものを用い、前縁より500mm下流の位置に片持ち支持された円柱を加振装置に設置し、主流方向に片側振幅1.5mmに正弦的に加振した。実験は主流速度4m/s、Re=1.32×10^4のもとで行なった。背面圧力係数と加振振動数Svの関係を調べるとロックイン領域より前の領域では加振振動数Svが増えるとともに背面圧力係数は上昇するが、ロックイン領域に入ると急激に低下し、ロックイン領域中央部分で最低値に達する。次に変動抗力係数はSv=0.3付近から急激に増加し、Sv=0.4付近でピークに達し、Sv=0.45まで急激に減少している。これよりロックイン領域に入ると円柱の急激な増大が見られる。振動変位d/Dと変動抗力係数のリサージュ図形を調べると、ロックイン領域に入ってからピークに達する直前まではリサージュ図形は右回りを描いており、変動抗力は不安定で振動を増大させる方向に作用している。一方ロックイン領域後半以降も右回りを描き変動抗力は励振力として円柱表面に作用していることがわかった。本研究から次のようなことが明らかになった。(1)本実験の範囲では、Sv=0.325からロックイン領域に入りSv=0.425でロックイン状態から離脱する。(2)ロックイン状態では、背面圧力が最低値、平均抗力は最大値に達する。(3)ロックイン状態前後を比較して、ロックイン領域中央付近では、変動抗力は最大となり、振動振幅の増大の原因となる。

本研究では流れ方向に二次元円柱を強制振動させ円柱の加振振動数をロックイン状態の領域内外に変化させた場合の円柱に作用する流体力について詳細に調べ、ロックイン状態の領域内外の渦励振を誘発する非定常な流体力の評価を行なった。本研究で用いた風洞は、500mm×500mmの正方形吹き出し口をもつN.P.L式ブローダウン型風洞で、長さ2000mmの測定部を有している。モデルとなる円柱は直径D=50mmでアルミニウム製のものを用い、前縁より500mm下流の位置に片持ち客持された円柱を加振装置に設置し、主流方向に片側振幅1.5mmに正弦的に加振した。実験は主流速度4m/s、Re=1.32×10^4のもとで行なった。背面圧力係数と換算流速の関係を調べるとロックイン領域より前の領域では換算流速が増えるとともに背面圧力係数は上昇するが、ロックイン領域に入ると急激に低下し、ロックイン領域中央部分で最低値に達する。次に変動抗力係数はVr=1.6付近から急激に増加し、Vr=1.7でピークに達し、Vr=2.4まで急激に減少している。これより、ロックイン領域に入ると円柱に急激な変動抗力の増大が見られる。この瞬間的な抗力の増大がロックイン状態における振動の増大の原因になっていると考えられる。振動変位d/Dと変動揚力係数のリサージュ図形を調べると、ロックイン領域に入ってからピークに達する直前まではリサージュ図形は右回りを描いており、変動抗力は不安定で振動を増大させる方向に作用している。一方ロックイン領域後半以降の領域Vr=1.53では左回りを描き変動抗力は安定で減衰力として円柱表面に振動を静止させる方向に作用する。本研究から次のようなことが明らかになった。(1)本実験の範囲では、換算流速がVr=1.25からロックイン状態に入りVr=2.53でロックイン状態から離脱する。(2)ロックイン状態では、背面圧力が最小になる。(3)ロックイン状態前後を比較して、ロックイン状態離脱直前では、変動抗力は最大となり、振動振幅の増大の原因となる流体による振動の中では従来、カルマン渦による渦励振が一般的に良く知られている。それは物体の固有振動数がカルマン渦の流出振動数に近づくと、カルマン渦の流出振動数が物体の固有振動数に引きつけられる、いわゆるロックイン現象を生じる。このロックイン状態では物体の振動振幅が急激に増加し、時には大規模な事故等が誘発される場合もある。モデルとなる円柱は直径D=50mmでアルミニウム製のものを用い、前縁より500mm下流の位置に片持ち支持された円柱を加振装置に設置し、主流方向に片側振幅1.5mmに正弦的に加振した。背面圧力係数と無次元加振振動数Svの関係を調べると、ロックイン領域に入ると無次元加振振動数が増えるとともに背面圧力係数は急激に低下し、Sv=0.375付近で最低値に達し、再び高い値へ増加する。これはロックイン領域では円柱への加振は規則的な渦生成を促進させるために円柱からのはく離せん断層の巻き込みを強め、かなり明瞭な渦列が形成される。そのため背面圧力係数は静止円柱の結果と比べて低下する。
新しい技術文明における地域社会システムのあり方の研究

本研究の目的は、地域という視点から、資源・環境保全的な新しい技術文明に適合する社会・経済システムのあり方について研究することである。このような新しい技術文明の実現性について考えると、地域住民の意識と資源・環境保全的な社会・経済システムのあいだの整合性をどのようにとるかが最大のポイントである。そこで、地域の資源エネルギ-消費、環境保全、地域の独立性と他地域への依存性、などに対する地域住民の意識、とくに地域リ-ダ-達の考え方を、アンケ-トないし聞き取り調査し、その結果と各種デ-タから想定される資源・環境保全的な社会システムのあいだの整合性を、いろいろな側面からモデル分析やシミュレ-ションによって検討することを目指している。本年度はこの意識調査の準備として、3050年後の新しい技術文明社会における東北・北海道地域の中都市の姿をイメ-ジすることに主眼をおいた。メンバ-が地理的に離れているため、各自分担部分を個別に調査・研究し、それを持ち寄って班の研究会で徹底的に討論するという形で研究を進めた。班としての研究会は前後6回行った。このほかメンバ-が個別に打ち合わせする機会も多く持った。また重点領域全体の企画行事にも積極的に参加し、他の研究班の意見ならびに成果を吸収することに努めた。内容的には、まず、地域をとりまく種々の環境の変化とその地域に及ぼす影響について、自然環境保護、エネルギ-、人口および労働力、交通・通信、企業・産業、文化・地域の自立、といった点から検討し、新しい居住・就業形態Multiーhabitation/Multiーofficeを、新しい文明社会におけるひとつの象徴的なものとして考えていくこととした。また、東京一極集中と地方分散、望ましい地域の姿などについて、新しい文明社会という観点から検討を加えた。
実ユーザの多様な発話表現に頑健なマルチドメイン音声対話システムの研究

本研究では,実ユーザの多様な言語表現に起因する音声認識誤りに対しても誤動作せず,適切な応答を行えるマルチドメイン音声対話システムの実現を目指して研究を行った.具体的には,まずシステムにおける対話履歴をモデル化し,それを利用した音声理解を実現した.次に発話検証技術を想定外発話の検出に用いた.さらにLatent Semantic Model (LSM)を導入することで,想定外発話からも頑健にトピック推定を行った.本研究では,実ユーザの多様な言語表現に起因する音声認識誤りに対しても誤動作せず,適切な応答を行えるマルチドメイン音声対話システムの実現を目指して研究を行った.具体的には,まずシステムにおける対話履歴をモデル化し,それを利用した音声理解を実現した.次に発話検証技術を想定外発話の検出に用いた.さらにLatent Semantic Model (LSM)を導入することで,想定外発話からも頑健にトピック推定を行った.本研究の目的は,複数のドメインに対する音声対話システムにおける,ユーザの発話の多様性に対しても頑健な言語理解・対話管理の実現である.平成19年度は,以下に挙げるような各技術を開発した.これらはマルチドメイン音声対話システムにおける新たな言語理解や対話管理の基礎となる.・対話履歴を利用した音声認識結果の頑健な解釈音響情報や言語情報などボトムアップ情報に基づく音声認識の信頼度に加え,対話の文脈的制約をトップダウン情報としてモデル化し,音声認識結果の解釈に導入した.これにより,文脈から外れた音声認識誤りの棄却や,文脈情報を用いた発話解釈の曖昧性の解消を行う手法を開発し,評価実験により有効性を示した.・発話検証技術の利用法の開発ユーザ発話自体が音声対話システムにとって受理可能であるかどうかを判別する手法を開発した.もしユーザ発話がシステムの受理可能な範囲外である場合,音声認識は必ず誤りを含み,かつその場合ユーザに単純に再発話を要求しても意味がない.そこで,発話検証技術を適用し,複数のデコーダによる音響尤度を比較することで,ユーザの発話が文法に沿っているかを推定する方法を開発した.評価実験をユーザの自由な発話に対して行い,有効性が示されたが,短い発話に対しては文法内外の判定を誤る場合が多く,この点に関する改善の必要性も明らかになった.本研究の目的は,複数のドメインに対する音声対話システムにおける,ユーザの発話の多様性に対しても頑健な言語理解・対話管理の実現である.平成20年度は以下3点について研究を行った.LSMを用い,システム想定外発話に対しても頑健にトピックを推定する手法を開発した.ユーザがシステムの受理できない発話をした場合,システムは誤動作しないだけでなく,その発話のトピックを推定することができれば,その後の対話管理に有用である.そこでWebから大量かつ半自動的にテキストを収集し,さらにそこに含まれるノイズの影響を取り除くためにLSMを導入した.【対話履歴とトピック推定結果を統合したドメイン選択の実現】上記のトピック推定結果と対話履歴を決定木学習により統合し,ドメイン選択精度の向上を試みた.これによるドメイン選択精度の向上を評価実験により示した.またこの際に対話履歴とトピック推定結果が相補的な情報を持つことも明らかになった.【文法検証結果を用いたヘルプのランキング】ユーザの発話が想定外である場合に,システム側からユーザを誘導するヘルプメッセージを生成する.この際にユーザ発話の文法検証結果と当該ユーザの発話履歴を統合してヘルプ候補をランキングする手法を開発した.この際の正解ラベルは人手でも一意に決めることは難しいため,複数の正解ラベルを付与し,これに基づきブースティングアルゴリズムを用いることでランキングを行った.
確率微分方程式とその応用

本研究は、集団遺伝学に関連した測度値拡散過程を研究することを目的としている。一様な突然変異を考えた無限アリルモデルに対応する測定値拡散過程は、既にかなり研究されているが、こゝでは、多遺伝子座の場合、遺伝子変換をとりいれたモデルに対応する測度値拡散過程の研究を行った。二年間の研究成果は、次のように要約される。n遺伝子座の場合、上記の拡散過程を構成し、この拡散過程の一つの性質として、太田朋子博士の論じた、3種類の一致確率のみたす微分方程式を導びいた。これは、太田博士の仕事の数学的正当化が出来たことを意味する。第二に、定常状態において1本の染色体をランダムサンプリングしたとき、その染色体上にある対立遺伝子の平均個数に関連したユーンズのサンプリング公式を証明した。この公式は、1987年に筆者が、ヤング図形を用いて証明を与えているが、今回は上記の拡散過程の一性質としての別証明を与えた。定常状態においてN本の染色体をランダムサンプリングしたとき、その中に存在する対立遺伝子の平均個数を計算することは、応用上、重要な問題であるが、今日も未解決である。2遺伝子座の場合、この平均個数を上下から評価することを試みた。分担者により、出生死滅過程と一般化された一次元拡散過程の分布の族を決定する問題が解明されるとともに、無限次元2次超曲面上のブラウン運動の研究が行われ成果をあげている。確率過程論のなかで,特に集団遺伝学に関連する拡散過程の研究を行い次のような成果をあげることが出来た.1.多重遺伝子族の遺伝子頻度の発展を記述する有限次元拡散過程の研究を行い,太田朋子氏の結果の一部の数学的正当化を行うとともに,新タイプのユーエンズのサンプリング公式を得た.これは,数学として若干の面白さがあるとともに,集団遺伝学としても意味のある結果であると思われる.数学としては,自然数の分割上の分布を状態空間とする拡散過程の定常分布の定量的研究であり,分割の構造が定常分布の平均ベクトルに反映するところが面白いと思われる.集団遺伝学的に言えば,平衡状態の集団中から,無作為に取り出した一本の染色体(n遺伝子座をもつので, n個の遺伝子がとり出される)上に平均的に何個の対立遺伝子があるか明らかにされる.この研究は昨年発表したが,既にモナシュ大学(オーストラリア)のワタソン教授に注目され若干の拡張が行われている.2.本研究の主たる課題である,多重遺伝子族の遺伝子頻度の時間発展を記述する無限次元拡散過程の研究も進展しつつある.既に1983年の太田朋子氏の結果を数学的に正当化することが出来ている.平衡状態の集団から, N本染色体をランダムに取り出したとき(N×n個の遺伝子があるが)平均的に何個の対立遺伝子が存在するかという問題は未解決の重要な問題であり,この問題にアプローチしたいと考えている.研究分担者の一人である山里眞は,確率過程の一つである出生死滅過程の到達時間の分布について,これまでの彼の研究を発展させ興味ある結果を得た.本研究は、集団遺伝学に関連した測度値拡散過程を研究することを目的としている。一様な突然な変異を考えた無限アリルモデルに対応する測度値拡散過程は、既にかなり研究されているが、こゝでは、多遺伝子座の場合、遺伝子変換をとりいれたモデルに対応する測度値拡散過程の研究を行った。今年度の研究実績の概要は、次の通りである。nー遺伝子座の場合、上記の拡散過程を構成し、この拡散過程の一つの性質として、太田朋子博士の論じた、3種類の一致確率のみたす微分方程式を導びいた。第二に、定常状態において1本の染色体をランダムサンプリングしたとき、その染色体上にある対立遺伝子の平均個数に関連した、ユーンズのサンプリング公式を証明した。この公式は、1987年に筆者が証明し発表したものだが、今回は上記の拡散過程の一つの性質として、別証明を与えた。分担者により、一般化された一次元拡散過程の初通過時間の分布の研究、無限次元2次超曲面上のブラウン運動の研究が行われた。
発達障害等の子どもの食の困難と子ども・家族包括型発達支援システムの開発

本研究では以下の5件の調査を通して、発達障害等の食に困難を有する子ども・保護者を孤立させず、エンパワメントしながら支えていくための「子ども・家族包括型の発達支援システム」のあり方を検討する。1全国の保健所・児童発達支援センターの管理栄養士等への郵送質問紙法調査、2A市児童発達支援センターにおける発達障害等の子どもの保護者への郵送質問紙法調査、3大阪府B市立小・中学校全児童生徒への悉皆質問紙法調査、4首都圏の特別支援学級(自閉症・情緒障害)・通級指導学級(情緒障害等)を設置する小・中学校の養護教諭及び学校歯科医への質問紙法調査、5子ども・家族包括型発達支援システム先進国の北欧諸国訪問調査本研究では以下の5件の調査を通して、発達障害等の食に困難を有する子ども・保護者を孤立させず、エンパワメントしながら支えていくための「子ども・家族包括型の発達支援システム」のあり方を検討する。1全国の保健所・児童発達支援センターの管理栄養士等への郵送質問紙法調査、2A市児童発達支援センターにおける発達障害等の子どもの保護者への郵送質問紙法調査、3大阪府B市立小・中学校全児童生徒への悉皆質問紙法調査、4首都圏の特別支援学級(自閉症・情緒障害)・通級指導学級(情緒障害等)を設置する小・中学校の養護教諭及び学校歯科医への質問紙法調査、5子ども・家族包括型発達支援システム先進国の北欧諸国訪問調査
高気圧パルスグロー放電空間中の浮遊粒子の可視化観測

放電励起エキシマレーザにて励起放電(高気圧パルスグロー放電)を不安定(アークの発生)にする要因として、放電空間中に残留する浮遊粒子、ガス密度くぼみ、衝撃波、イオン等が挙げられているが、各々の要因が不安定性に及ぼす影響は明確ではない。本研究では、エキシマレーザの放電空間中の浮遊粒子(粒径:数百μm)の時間的及び空間的な振舞いを可視化観測し、静止ガス中におけるダブルパルス放電特性と比較した。放電空間にシート状のプローブビーム光(YAGレーザ[2倍波]、エネルギー:200mJ、パルス幅:8ns)を入射し、浮遊粒子による反射光をCCDカメラで撮影して浮遊粒子を可視化した。観測対象とした高気圧パルスグロー放電は、クリプトン、フッ素、ヘリウム、ネオン混合ガス中で発生され、パルス幅は100ns、エネルギー密度は0.06J/ccである。ガス分圧はKr/F_2/He/Ne=6/0.6/96/192kPaとした。可視化観測によれば、放電から200ms後に浮遊粒子の数密度が最大(2.3個/cc)になり、その後、減少していく傾向を示した。一方、ダブルパルス放電実験より、放電から280ms後までは放電不安定性が現れアーク発生率は100%であったが、300ms以降ではアーク発生率は徐々に減少し600msで0%となり安定した高気圧パルスグロー放電が得られるようになった。また、浮遊粒子を収集してEDX分析を行ったところ、粒子の成分と電極材料の成分が一致し、電極が放電によりスパッタされ浮遊粒子の発生することが判明した。以上より、浮遊粒子の時間的な振舞いと高気圧パルスグロー放電の放電不安定性の間の明確な相関関係が明らかになった。放電励起型エキシマレーザーにおいて励起放電(高気圧パルスグロー放電)を不安定(アーク放電の発生)にする要因として、放電空間中に残留する浮遊粒子、ガス密度くぼみ、衝撃波、イオンなどが挙げられているが、各々の要因が放電の不安定性に及ぼす影響は明確ではない。ここで、浮遊粒子は励起放電により電極がスパッタされて発生する。本研究では、エキシマレーザーの励起放電空間中の浮遊粒子の時間的及び空間的な振る舞いをを可視化観測し、静止ガス中におけるダブルパルス放電特性との関係を調べた。励起放電空間にシート状のプローブビーム(YAGレーザー[2倍波]、エネルギー:200mJ、パルス幅:8ns)を入射し、浮遊粒子による散乱光をCCDカメラで撮影することにより、浮遊粒子を可視化した。ガス分圧は、Kr/F_2/He/Ne=6/0.6/96/192kPaとした。可視化観測によれば、放電から200ms後に浮遊粒子の数密度が最大になり、その後、減少していく傾向を示した。一方、ダブルパルス放電実験の結果、放電から280ms後までは放電不安定性が現れアーク放電の発生率は100%であったが、300ms以降ではアーク放電の発生率は徐々に減少し600msで0%となり安定した高気圧パルスグロー放電が得られるようになった。以上より、浮遊粒子の時間的な振る舞いと高気圧パルスグロー放電の放電不安定性の間に相関関係が認められた。
自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した高感度分子認識センサーの開発

本研究課題「自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した高感度分子認識センサーの開発」の遂行過程において、これまでにヌクレオチドと希土類金属イオンが自己組織化によって光捕集アンテナ機能を有するナノ構造体を形成し、さらにその形成過程において蛍光色素や金ナノ粒子、酵素など種々の機能性物質がナノ粒子内部に内包されることを見出している。本年度は、より単純な構造を有する有機配位子を用いて希土類金属イオンとの自己集合に基づく構造体の形成およびその構造体への機能性物質の取り込み挙動に関する実験を遂行した。具体的には、有機配位子としてフェニルリン酸ニナトリウムを用いた。希土類金属イオンとフェニルリン酸ニナトリウムの水溶液を室温でかき混ぜながら混合すると、直径約400nmの球状粒子が得られ、紫外光(254nm)照射下ではテルビウム由来の明るい緑色発光を示した。この結果から希土類金属イオンはヌクレオチドのみならず他の有機配位子との組み合わせにおいても自発的に球状粒子を形成することが示された。さらに興味深いことに、今回得られた球状粒子は水中において時間の経過とともにその形態が中空粒子へと変化するといった極めて興味深い現象を見出した。また、この中空粒子の形成過程においても、蛍光色素や金ナノ粒子、緑色蛍光タンパク質といった物質が取り込まれることを明らかにした。本結果は、ヌクレオチドだけではなく他の有機配位子を用いることでも希土類イオンとの自己組織化によって光捕集アンテナ機能を有するナノ構造体を構築できることを示しており、当該研究課題「自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した高感度分子認識センサーの開発」の実現において重要な指針を与えるものである。本研究課題「自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した高感度分子認識センサーの開発」を実現するための基盤となる本年度の研究実施計画「光捕集アンテナ構造の構築」を遂行するにあたり、本研究では種々の有機分子と金属イオンの自己組織化により形成するナノ粒子に着目し、その構築および光捕集アンテナシステムとしての機能発現を目指した。具体的には、ヌクレオチド(有機分子)と希土類イオン(金属イオン)の自己組織化により形成するナノ粒子の構築およびその光捕集アンテナ機能について検討した。種々のヌクレオチドと発光性希土類イオンのテルビウムおよびユーロピウムイオンを用いてスクリーニングを行ったところ、希土類イオン由来の明るい発光を示すナノ粒子群を見出した。発光および励起スペクトル測定により、これらの発光がヌクレオチドから希土類イオンへのエネルギー移動に起因していることを明らかにした。さらに、これら発光性ナノ粒子群の発光強度が、環境汚染の原因となる酸性ガス(塩化水素)に応答して大きく変化することを発見した。これらの結果から、ヌクレオチドと希土類イオンからなるナノ粒子が光捕集アンテナシステム構築の場としてだけでなく、さまざまな外部環境に応答するセンサーとしての機能をも有することが示された。さらに、ヌクレオチドと希土類イオンからなるナノ粒子中にエネルギーアクセプターとしてはたらく蛍光色素を導入したところ、ヌクレオチドから蛍光色素へのエネルギー移動に伴う蛍光色素の著しい発光増大が観測され、得られたナノ粒子が光捕集アンテナシステムとして機能することがわかった。この結果は本年度の研究実施計画「自己組織化光捕集アンテナシステムの構築」を達成するものである。本研究課題「自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した高感度分子認識センサーの開発」の遂行にあたり、前年度に見出した「ヌクレオチド・希土類ナノ粒子における光捕集アンテナシステム」を用いた分子認識センサーの構築を試みた。本年度は蛍光性分子認識センサーを合成し、ヌクレオチド・希土類ナノ粒子中における蛍光性分子認識センサーの発光挙動を調べた。本研究では蛍光性分子認識センサーとして、酸素分子によって発光強度が変化するポルフィリン白金(II)錯体を合成し、白金ポルフィリンを導入したヌクレオチド・希土類ナノ粒子の水溶液中における発光特性について検討した。白金ポルフィリンは水溶液の溶存酸素によって著しい発光消光が観測されることが知られているのに対して、ヌクレオチド・希土類ナノ粒子に取り込まれた白金ポルフィリンは酸素存在下においてもその発光強度にほとんど変化が見られなかった。本結果から、ヌクレオチドと希土類イオンがナノ粒子内において強固かつ緻密なネットワーク構造を形成しており、そのためナノ粒子内への酸素透過が妨げられたと考えられる。分子が本来有する機能特性がナノ粒子内の特異なミクロ環境において安定保持される現象はナノ材料開発の機能設計において極めて重要な特性であり、分子集合に基づいたナノ粒子のさまざまなナノテクノロジー分野への展開を示唆するものである。またこの結果から、本研究課題である「自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した分子認識センサーシステム」は、センサー分子を分子集合性ナノ粒子の内部に導入するよりはむしろ粒子表面に吸着固定化させることで実現可能であることが示された。これらの結果は、本研究課題「自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した高感度分子認識センサーの開発」の実現に重要な指針を与えるものであり、本年度の研究実施計画を達成するものである。

具体的には、有機配位子としてフェニルリン酸ニナトリウムを用いた。希土類金属イオンとフェニルリン酸ニナトリウムの水溶液を室温でかき混ぜながら混合すると、直径約400nmの球状粒子が得られ、紫外光(254nm)照射下ではテルビウム由来の明るい緑色発光を示した。この結果から希土類金属イオンはヌクレオチドのみならず他の有機配位子との組み合わせにおいても自発的に球状粒子を形成することが示された。さらに興味深いことに、今回得られた球状粒子は水中において時間の経過とともにその形態が中空粒子へと変化するといった極めて興味深い現象を見出した。また、この中空粒子の形成過程においても、蛍光色素や金ナノ粒子、緑色蛍光タンパク質といった物質が取り込まれることを明らかにした。本結果は、ヌクレオチドだけではなく他の有機配位子を用いることでも希土類イオンとの自己組織化によって光捕集アンテナ機能を有するナノ構造体を構築できることを示しており、当該研究課題「自己組織化光捕集アンテナシステムを利用した高感度分子認識センサーの開発」の実現において重要な指針を与えるものである。
二重課題による自由歩行特性の3次元時空間変化量を利用した転倒予測法の開発

考え事をしながら歩いたときの歩行特性から,転倒を予測する方法について検討した。歩行特性評価のため,両足爪先に装着した慣性センサと距離センサにより,歩行時の両足の歩幅や歩隔を測定する方法を提案した。また,計算課題実施の歩行特性の低下は,被験者の得意不得意によって有意に差があることを確認した。高齢者を対象にした歩行特性と回答数との関係が,転倒の経験と有意に関連性があることを確認したことから,これが転倒予測に利用可能であると考える。本研究の全体構想は,高齢者が物理的な障害物がないところで転倒する前兆や原因を解明し,将来的な転倒の発生率を高精度予測することにより,転倒防止策の提案と安全安心な生活環境の構築に資することである。本研究では,注意力減少の要因と,日常歩行中の両足の3次元時空間パラメータ(立脚/遊脚時間,歩幅,歩行速度,歩隔,爪先と床との距離,爪先角度,左右の足の位置関係など)との因果関係を調査する。そして,高齢者を対象とした前向き研究を実施して,転倒発生率を高精度で予測する方法を提案することを目的とする。平成22年度では,従来片足爪先の3次元軌道推定に利用してきた歩行解析センサシステムを改良し,両足にセンサを装着して,両足爪先の3次元歩行軌跡を推定するシステムを構築した。さらに,右足爪先に赤外線センサを取り付け,右足遊脚時に左足との距離と時刻を測定することで,左右の足の歩隔を測定することが可能な,両足爪先の歩行パラメータ測定システムを開発した。また,光学式動作解析システムを利用することで,推定した歩隔は高い精度で測定可能であることを確認した。これにより,二重課題歩行遂行時の両足の歩行パラメータが推定可能となる。一方,二重課題歩行遂行時の歩行パラメータを効率よく測定することを可能とする実験システムを構築した。ここでは,マルチトラックレコーダを利用して,5種類の質問課題をあらかじめ録音しておき,質問に対して回答しているときの歩行パラメータの時間変化を求める。そのため,前述の歩行解析システムに,質問と回答の音声データを記録することを可能にするフィルタ回路を設計した。歩行パラメータの変化については,質問前,質問中,回答中,回答後に時間を分割し,それぞれの時間帯について歩行パラメータの平均値と標準偏差を求める方法を確立した。平成23年度では,歩行中の被験者に提示する二重課題として,足し算の答えの正否を判断する問題(採点)と,式が成り立つように+-×÷を選択する問題(符号)の実施が可能な,スマートフォン専用アプリケーションを利用することとした。そして,座った状態で上記アプリを実施したときの解答速度,単純歩行時の歩行パラメータ,アプリを実施しながら歩行を行ったときの解答速度と歩行パラメータを求める実験を行った。歩行経路は,直線距離約100メートルの廊下を利用し,歩行パラメータは,一歩ごとの一重複歩距離,歩行周期,歩行速度,爪先高さ,最大および最小爪先角度を求めた。被験者は,理系学部,文系学部各6名の健康な男女12名である。実験の結果,「符号」の問題の方の難易度が高いという評価の一方,歩行によって「採点」の解答速度が有意に減少することを確認した。その結果,二重課題歩行によって歩幅が減少して歩行周期が延長し,歩行速度が低下することを確認した。また「採点」の場合,二重課題歩行によって最小爪先角度のみ有意な変化が見られず,「符号」の問題の場合には最大および最小爪先角度に有意差が見られなかった。さらに,歩行パラメータの変化に男女差は確認されなかったが,文系被験者の方が理系被験者よりも歩行パラメータの変化の割合が大きいことを確認した。本研究は,高齢者が物理的な障害物がないところで転倒する前兆や原因を解明するため,注意力減少の要因と,日常歩行中の3次元時空間歩行パラメータ(立脚/遊脚時間,歩幅,歩行速度,歩隔,爪先と床との距離,爪先角度,左右の足の位置関係など)との因果関係を調査する。そして,高齢者を対象とした実験を行い,転倒発生を予測する方法を提案することを目的とする。

平成22年度では,考え事を行っているときの歩き方を詳細に把握するため,右足爪先に赤外線センサを取り付け,右足遊脚時に左足との距離と時刻を測定することで,左右の足の歩隔も含めた両足爪先の3次元歩行パラメータ測定システムを開発した。平成23年度では,簡単な計算を行うスマートフォン専用アプリを利用し,アプリを実施しながら歩行を行ったときの解答速度と歩行パラメータを求める実験を行った。理系学部,文系学部の健康な男女を対象とした実験の結果,二重課題によって歩幅が減少して歩行周期が延長し,歩行速度が低下することを確認した。また,文系被験者の方が理系被験者よりも歩行パラメータの変化の割合が大きくなったことから,歩行パラメータの変化を定量的に評価するためには,課題の内容が重要であることが確認された。平成24年度では,健常高齢者を対象に難易度の異なる2種類の想起問題を与える二重課題歩行実験を行い,課題の難易度と歩行パラメータの変化の割合を導出し,さらに転倒経験の有無との関連性を比較することで,転倒を予測する方法ついて検討した。通常歩行時と,想起問題実施時の歩行パラメータを測定し,ワーキングメモリに対する歩行能力と回答能力の占有率の関係を求めた。その結果,転倒経験有りの人は,転倒経験無しの人よりも歩行能力の占有率が有意に低下した。これより,二重課題実施時の歩行能力の占有率を利用することで,将来的な転倒の危険性を予測することが可能になると考える。二重課題の提示方法の選択および歩行パラメータの測定についてはおおむね順調に進展したが,震災の影響により平成23年度の研究開始時期が当初計画していた予定よりも遅れたことから,健常高齢者を対象とした二重課題歩行実験を行うまでには至らなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は,健常高齢者を対象に二重課題歩行実験を行い,加齢が歩行パラメータの変化に与える特徴を捉える。さらに,県内外の高齢者施設などに依頼して同様の実験を行うとともに,転倒経験の有無を調査し,転倒予測に活用する方法を検討する。また,理系と文系の学生によって歩行パラメータに違いが現れたことから,与える課題の難易度と被験者の得意分野との関連を新たに調査する。
生命体・液晶を用いた組織転写重合による機能性高分子の開発

ウイルスや菌体を電解液に用いて重合を行う際に、モノマー種を変え、得られたポリマーの形態を比較した。モノマーとしてピロールを用いた場合、良好に重合が進行したが、エチレンジオキシチオフェンおよびアニリンからはよい薄膜を得ることができなかった。これは重合活性の低さが原因であると思われる。今後今までに開発した、化学重合と電解重合を連続して行う方法(二重重合法)を用いてピロールおよびエチレンジオキシチオフェンの重合を、ウイルス中で行う。この方法は塩化鉄などのルイス酸酸化剤で短時間中にオリゴマーを電解液中で合成する。このオリゴマーは直線的なので、反応場の液晶のダイレクターに沿って配向する。この状態で電解重合を行い、オリゴマーからポリマーに成長させ、自立支持フィルムを合成する。この時、ウイルス反応場および合成液晶系のマトリックスの巨視的形態を良好に転写することができる。ウイルスから得たポリピロールの薄膜は繊維状を形成していた。さらにウイルスが結晶化し、この乳酸菌などのウイルスの結晶体中においても電解合成が可能であることが分かった。ウイルスよりサイズの大きな菌体を反応場とした電解重合にも成功した。さらにツイストグレインバウンダリー(TGBA)液晶相をもつ液晶反応場の合成にも成功した。今後はこの反応場を用いて電解重合を行う。また、合成系液晶を用いた円偏光発光性を制御することのできる液晶素子や天然セルロース系液晶を反応場とした電解重合による回折機能をもつ高分子の合成も行った。ウイルスを反応場として用いるための十分なサンプル量を得た。またこのウイルスを反応場として、ポリピロールおよびポリアニリンを合成した。その表面構造を光学顕微鏡および電子顕微鏡で観察した。さらに液晶反応場を用いて共役系高分子の電解重合を行った。この中で常磁性種をもつモノマーを電解重合し、磁性高分子を得た。さらに、セルロース系液晶を反応場として、回折機能をもつ高分子を合成した。以上のように生命体および合成液晶系を反応場として、機能性モノマーを重合することができた。引き続きウイルス反応場の量産を行う。電解重合をここで行い、得られた高分子の表面構造を観察する。また、TGBA相や高次のスメクティック相を反応場として用いて光学活性で外部電場により円偏光二色性や光学回転を制御できる高分子を合成する。さらに細胞表面での電解合成を行う。fdファージを培養し、これを電解液にしてポリピロールを合成した。ピロールの合成には電解重合法を用いた。得られたポリマーの電気化学的性質をサイクリックボルタンメトリーで測定した。また得られたポリマーの表面観察を走査型電子顕微鏡で行った。その結果ウイルス集合体の形を転写した形態のポリマーを得た。また棒状の細菌溶液を電解液として用いて、ポリジオキシチオフェン、ポリピロールの合成を行い、微生物とポリマーフィルムのコンポジットを作成した。この表面構造を観察した。微生物のコロニー間でシグナルを発信し、通信を行う物質であるクオラムセンシング物質を助触媒に用いてポリフェニルアセチレンを合成することができた。これにより微生物の代謝する化学物質を用いた高分子合成に成功した。生体物質由来であるヒドロキシプロピルセルロースの液晶状態で電解重合を行い、電気的に活性な光学活性コンポジットを作製した。この光学的測定および電気化学的測定を行い、得られたコンポジットの特性を評価した。レシチン(lecithin)はホスファチジルコリンの通称であるが、リン脂質を含めた総称としても使われる。一般の細胞中に存在している生体分子で、生体膜の構成成分である。また界面活性剤としての特性をもち、ミセルを形成する。レシチンは液晶を形成するとともに界面活性剤であるので油溶性物質の反応場としても用いることができる。このレシチン液晶反応場を用いてポリアニリンを合成した。得られたポリマーの走査型電子顕微鏡を行い、新しい形状をもつ針状のポリアニリンの形態を確認した。紫外・可視分光法、赤外分光法測定によりポリアニリン-レシチンコンポジットが形成されていることを確認した。また、熱分析、四探針法による導電率測定などによる物性等の評価・観察も行った。微生物を重合溶液に用いる手法の確立に成功した。また微生物間のシグナル物質を助触媒に用いることもできた。微生物の培養方法も確立し、今後に微生物を重合反応溶液として多くの量を用いる見通しがついた。また液晶系を用いた電解重合の合成も進行している。