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大学における産学連携の成長要因と大学の変容に関する研究

産学連携に従事する大学の教職員に対するアンケート調査の結果、「共同研究の増加」(件数)が産学連携の成長の指標として最も適切であると捉えられており、これを目的変量として重回帰分析を行ったところ、文科省の補助金や専任教員数が産学連携の成長要因として重要であることが示唆された。また、産学連携の活発化が大学にもたらした影響について、自然科学系の大学教員1, 000人に対してアンケート調査を実施した。この結果、研究に対してはマイナスの評価、教育及び大学運営全体に対してはプラスの評価となった。平成21年度は、近年急激な成長を遂げつつある産学連携について、主に、その成長要因についての調査研究を行った。このために、まず、20032007年度に実施された文部科学省の「大学知的財産本部整備事業」に採択された33大学から「大学知的財産本部整備事業終了報告書」を入手するとともに、これら33大学の産学連携に従事する教職員に対して、産学連携の成長の指標やその要因に関するアンケート調査並びに2大学についてヒアリングを実施した。この結果、「共同研究の増加」や「受託研究の増加」が産学連携の成長の指標として最も適切であると捉えられており、また、成長要因としては外部資金獲得の必要性や産学連携に関する補助金の増加など、金銭的な要因が最も大きいと考えられていることが判明した。これらのアンケート結果を前提に、「大学知的財産本部整備事業終了報告書」に記載されたデータを使用して、共同研究の件数や金額の増加を目的変量として重回帰分析を行ったところ、大学知的財産本部整備事業費という国の補助金が誘引となって大学の意識を高めたこと、また、専任教員が産学連携推進に取り組むことができる体制を構築していくことが重要であることが示唆された。一方、この大学知的財産本部整備事業費の主な使途としては、当初から、知財に詳しい企業等出身者等の人件費が想定されていた。しかしながら、企業等出身者の人数が、共同研究の件数や金額の増加にあまり寄与しておらず、企業等出身者の業務内容に相違があり、必ずしも人数が増加したからといって、産学連携が活発化するとはいえないということが推定された。すなわち、内部的な事務処理に多くの時間を割くのではなく、共同研究の組織化や技術移転の体外的な売込みなどの業務が産学連携活動を活性化させる要因と推定された。これらの研究成果を通じて、大学における産学連携活動のあり方の検討に資することを目指している。平成22年度前半は、平成21年度に実施した、文部科学省の「大学知的財産本部整備事業」(平成1519年度実施)に採択された33大学の産学連携に従事する教職員に対するアンケート調査や当該事業成果の分析結果を取りまとめた(論文発表及び報告書の作成・印刷・配付)。研究内容は、主に、産学連携の成長の指標やその要因等である。アンケート結果から、産学連携の成長の指標として最も適切であると捉えられている「共同研究の増加」(件数)を目的変量として重回帰分析を行ったところ、大学知的財産本部整備事業費という国の補助金が誘引となって大学の意識を高めたこと、また、専任教員が産学連携推進に取り組むことができる体制を構築していくことが重要であることが示唆された。さらに、平成22年度後半には、産学連携の活発化が大学にもたらした影響について、共同研究件数の平均値と伸び率の高い上位30大学の自然科学系の大学教員1,000人に対してアンケート調査を実施した。この結果の詳細は平成23年度に取りまとめる予定であるが、産学連携の活発化がもたらした研究、教育、大学全体への影響について全体を概観すると、研究に対してはマイナスの評価(x=-0.08)、教育に対してはプラスの評価(x=0.05)、大学全体に対してはプラスの評価(x=0.16)となった(以上、-2≦x≦2)。また、自由意見記載欄で、基礎研究や長期的な研究の軽視といった面の問題意識が強く表れた結果となった。しかし、研究の内容や質に関して産学連携の影響をプラスに評価した25%の回答者の中には、産学連携によって基礎研究に立ち戻ったり(75%)、産学連携によって基礎研究の課題の解決につながったり(50%)した経験があるという回答者もみられ、場合によっては、産学連携活動が基礎研究の課題解決につながる可能性のあることも示唆された。平成23年度は、大学の研究、教育及び運営を含めた大学全体に対して、産学連携がどのような影響を及ぼしてきたかを総合的に把握するために、大学においてこれらの活動を実際に担ってきた教員に対するアンケート調査を行い、それらを数量化することにより、明らかにしたいと考え、調査研究を実施した。その結果、.産学連携が教育及び運営を含めた大学全体に対して及ぼした影響はプラスの評価となった。産学連携によって、学生が、企業や社会のニーズに直接触れることができること、また、教育の内容が多彩になり、教育の質が向上したことなどがプラスとして評価された。

反面、学生の研究成果の発表に対する制約や、学生が大学発ベンチャーに時間を取られ本来の教育が疎かになり、じっくり時間をかけて研究課題に取組ませることが難しくなったことがマイナスに評価された。産学連携が研究に及ぼした影響については、回答のあった教員全体では僅かにマイナスの評価となった。回答者のうち、産学連携の経験のない教員の回答は13%であったので、これらを除外して集計すると、研究に関してプラスの評価が得られた。マイナスの要因の主なものは、基礎研究や長期的研究の軽視や発表に対する制約などであった。プラスの要因の主なものは、研究資金の増大や研究テーマの発掘が容易になったことなどであった。また、産学連携の研究に対する影響をプラスに捉えた教員に対して、基礎研究との関係を質問したところ、かなり多くの者が、産学連携のような課題解決型の研究により、基礎研究に立ち戻ったり、基礎研究に関する新たな知見が得られたりしたと答えていることは注目に値する。すなわち、本研究により、産学連携と基礎研究は常に対立する概念ではなく、産学連携が基礎研究の促進につながる場合のあることが示唆されたのである。
第2次大戦時ハワイ日系人新聞の検閲　アメリカ軍による戒厳令下の「敵国語」統制

十二分な研究成果をあげることができ、大変に満足している。当初5年間の計画だったものを4年間で打ち切り、あらたな研究計画によって科研費に申請(採択、基盤研究C、課題番号18K01044、研究課題「ハワイの日本語新聞と占領期日本の救済運動日系人メディアによる戦後日本の復興支援、2018年度-2022年年度」)したのは、そのためである。期間を通じた主要な研究成果として、図書3冊(単著1冊、共著2冊)、査読性の国際雑誌論文1本(英語)、査読性の国内雑誌論文2本(日本語)、査読性の国際学会発表論文3本(英語)、査読性の国内学会発表論文1本(日本語)、国際的な招待公演3回(英語)、をうみだすことができた。このワークショップは、スタンフォード大学が開始したオンラインの日本語新聞データーベース・プロジェクトを記念して初めて開催された国際的学術会議であり、アメリカ・南米などを含む世界の日系移民研究者が一堂に会し、実にコンペティティブであった。この会議で論文を発表できたことは、厳しい審査を通過したこともあわせ、本研究者の成果が高い評価を得たことの証左ととらえられる。初年となる今年度は十分な成果(あるいは、近い将来に成果として結実する可能性のある活動)をあげることができた。まず、通算3冊目の単著を出版することができた。書誌情報は、水野剛也、『「自由の国」の報道統制大戦下の日系ジャーナリズム』(吉川弘文館、2014年)である。これまで受けてきた科研費による研究をまとめた集大成の一つと位置づけており、かつ新聞・専門誌等の書評でも好評を得ることができ、今年度最大の成果である。次に、カナダ・モントリオールで開催された国際学会(Association for Education in Journalism and Mass Communication =AEJMC)において、単著論文“Press Freedom in the Enemy's Language: Government Control of Japanese-Language Newspapers in Japanese American Camps during World War II"を発表した。AEJMCはジャーナリズム、マス・メディア研究において世界でもっとも権威のある学会のひとつであり、口頭発表をするだけでもきびしい審査を通過しなければならない。筆者が提出した歴史部会の採用率は50.8%であったが、高いレベルの審査を通過したことは自信につながる。さらに、上述の論文をAEJMCの旗艦雑誌であるJournalism & Mass Communication Quarterlyに投稿したところ、2015年3月末に「採用」の通知を受けた。世界中の一流の研究者がしのぎを削る学会誌に採用されたことも、さらなる栄誉である。初年度に引き続き、2年目となる今年度も十分な成果(あるいは、近い将来に成果として結実する可能性のある活動)をあげることができた。まず、国際的にきわめて高い名声を誇り、審査のレベルが著しく高い学会誌であるJournalism & Mass Communication Quarterly (Vol.93, No.1)に単著論文を掲載することができた。タイトルは、“Press Freedom in the Enemy's Language: Government Control of Japanese-Language Newspapers in Japanese American Camps during World War II"である。この論文は、2014年8月、カナダ・モントリオールで開催された国際学会(Association for Education in Journalism and Mass Communication =AEJMC)において発表した成果にもとづいている。さらに、その旗艦雑誌に掲載するには、研究がよりいっそう高度な水準であることを証明しなければならない。世界中の一流の研究者がしのぎを削る学会誌に採用されたことに満足している。最後に、史料収集のためこれまで積み重ねてきた数々の出張を活かした成果として、日本においてメディア史研究をリードする専門誌である『メディア史研究』に、「アメリカ合衆国の日本語新聞日本国内の主要所蔵機関を中心に」という論文を投稿した結果、審査を通過し、2016年8月ころに刊行予定である。これもまた一つの重要な研究成果として位置付けられる。「研究実績の概要」で述べたように、初年度に引き続き、2年目もきわめて順調に研究成果を生み出すことができている。当初の計画以上に進んでいるといえる。その理由として、これまで継続的に、1年も欠けることなく科研費を受けつづけることができているため、蓄積がふんだんにある点がもっとも重要である。これまで収集してきた一次史料や文献を駆使して、かなり厳しい国際学会誌で英語論文を1本掲載し、また国内の専門誌にも論文を1本刊行予定である。初年度・2年目に引き続き、3年目の今年度も十分な成果をあげることができた。加えて、史料収集のため積み重ねてきた出張を活かした成果として、日本のメディア史研究をリードする専門誌『メディア史研究』に、「アメリカ合衆国の日本語新聞日本国内の主要所蔵機関を中心に」という論文を投稿し、審査を通過し、2016年9月に刊行することができた。また、同誌に投稿予定の新たな論文「ハワイの日系新聞・雑誌ハワイ大学マノア校ハミルトン図書館の主要所蔵品」も書き始めている。「研究実績の概要」で述べたように、初年度・2年目に引き続き、3年目となる今年度も十分な成果(あるいは、成果発表に直結する活動)をあげることができている。当初の計画をはるかに上回る進み具合である。これまで継続的に、1年も欠けることなく科研費を受けつづけることができたため、蓄積がふんだんにあること、さらに研究フィールドであるハワイに一定期間滞在して研究に打ち込めたことが主な理由である。

これまで収集してきた一次史料や文献を駆使して、かなり厳しい国際学会誌で英語論文を1本掲載、同学会での発表用に英語論文を1本応募、また国内の専門誌にも論文を1本刊行でき、さらに追加的な業績を複数あげることができた。十二分な研究成果をあげることができ、大変に満足している。当初5年間の計画だったものを4年間で打ち切り、あらたな研究計画によって科研費に申請(採択、基盤研究C、課題番号18K01044、研究課題「ハワイの日本語新聞と占領期日本の救済運動日系人メディアによる戦後日本の復興支援、2018年度-2022年年度」)したのは、そのためである。期間を通じた主要な研究成果として、図書3冊(単著1冊、共著2冊)、査読性の国際雑誌論文1本(英語)、査読性の国内雑誌論文2本(日本語)、査読性の国際学会発表論文3本(英語)、査読性の国内学会発表論文1本(日本語)、国際的な招待公演3回(英語)、をうみだすことができた。このワークショップは、スタンフォード大学が開始したオンラインの日本語新聞データーベース・プロジェクトを記念して初めて開催された国際的学術会議であり、アメリカ・南米などを含む世界の日系移民研究者が一堂に会し、実にコンペティティブであった。この会議で論文を発表できたことは、厳しい審査を通過したこともあわせ、本研究者の成果が高い評価を得たことの証左ととらえられる。「研究実績の概要」で述べたように、初年度からきわめて順調に研究成果を生み出すことができている。当初の計画以上に進んでいるといえる。その理由として、これまで継続的に、1年も欠けることなく科研費を受けつづけることができているため、蓄積がふんだんにある点がもっとも重要である。これまで収集してきた一次史料や文献を駆使して、単著1冊、そしてかなり厳しい国際学会において投稿論文を英語で1本、完成させることができた。後述の英語論文は学会誌へ投稿し、審査を通過しており満足できる結果である。上述のとおり、現在のところ、当初計画した以上の成果をあげているので、それに満足・油断することなく、3年目以降も継続的に史料収集、文献精読にはげみ、かつ論文執筆をさらに進展させるよう努力するつもりである。上述のとおり、当初計画した以上の成果をあげているので、それに満足・油断することなく、4年目以降も継続的に史料収集、文献精読にはげみ、かつ論文執筆をさらに進展させるよう努力するつもりである。上述のとおり、現在のところ、当初計画した以上の成果をあげているので、それに満足・油断することなく、2年目以降も継続的に史料収集、文献精読にはげみ、かつ論文執筆をさらに進展させるよう努力するつもりである。
高齢期在宅ケアを支える地域福祉システム構築に関する基礎的研究と市民学習への参画

わが国では介護保険制度導入後,在宅ケアを中軸とした地域福祉システムの再構築が始まっている。地域福祉の主体である自治体,市民,福祉・介護及び保健・医療専門職の連携が求められている。この点で先行する幾つかの自治体および福祉団体の事例を調査検討して,その優れた有用性と課題を把握し,今後の研究の課題を明らかにした。この研究は,高齢期を迎えてもそれまでの生活の形や内容を大きく変えることなく,慣れた家庭や地域社会で生活を持続するために,どのような住民相互のまた社会サービス上の工夫が必要であるかについて,またその前提となる市民の経験の蓄積また学習の展開の重要性について実証的に検討しようとするものである。今年度は以下のことを行った。1)主題に沿って海外のものも含めた諸文献を収集し検討を行った。2)この分野において先進的な事例である仙台市国見地区および石巻市桃生地区の「せんだんの杜」および北秋田市鷹巣地区の「ケアタウンたかのす」の実践を調査し検討した。前者は中核的な特養施設等と周辺に配置した小規模多機能施設等との連携を工夫しているものであり,後者は地域福祉の中核となる先進的な老人保健施設を自治体が設置し,それに24時間訪問介護の拠点を組み合わせた事例である。また長野県茅野市の地域福祉施策の展開について調査し検討した。地域社会における重層的な福祉実践組織の整備を試みている。3)高田洋子は,福井市内NPO団体主催のシンポジウム「地域包括支援センターをもっと身近に!」の実施に参加し報告書を作成した。市民学習の展開に実践的に関与しその意義について検討した。また高田洋子は,この研究主題に関わる研究集会に参加し研究への機縁を深めた。(1)日本NPOセンターシンポジウム「NPOと行政の対話フォーラム08」(神奈川県民センター,2月),(2)大阪府立大学社会福祉セミナー「地域福祉と子ども家庭福祉実践の今日的課題」(大阪府立大学,2月)。1)主題に沿った諸文献,および実際の事例に関する映像資料を収集し検討した。2)私たちの主題である地域福祉システムをどう構築していくのかについては,これまでの研究経過から,先進的な福祉事業体の存在,自治体行政や地域の公的医療機関がもつ志向性,地域の住民参加のありかたが大きな影響力を持つこと,中でも医療機関や医師の役割の大きさが示されている。その事例として重要と思われる3つについて事例調査をした。北秋田市(鷹巣)で進められていた事例は行政施策上の困難に遭遇し,その報告検討会に参加し資料収集を行って実際を把握した。また国保病院(公立みつぎ総合病院)を中核に先進的な地域医療・福祉を長く展開している尾道市御調地区,高い理念をもつ福祉事業体(社会福祉法人新生会「総合ケアセンター・サンビレッジ」)を核に地域福祉を充実している岐阜県池田町の事例を調査した。また日本生命財団の高齢者福祉に関わるシンポジウム(「高齢社会をともに生きる」大阪国際交流センター,12月)に参加した。計画した茅野市等での地域社会調査は地域医療への視点を再考して今後実施することとした。3)福井市内で活動するNPO団体の活動に参加し,ともに学習活動を進めながら,介護保険の改訂に伴う諸問題を検討する専門家の講演会の企画に参画し,高齢者に関わる医療福祉制度の変化について適切な理解の糸口を得ることができた。研究目的及び本年度の研究実施計画にしたがい,以下のような研究を行い成果を得た。1)高齢期福祉では医療看護分野との協働が重要であることを考え,地域医療分野の文献をとくに検討した。2)長野県茅野市,愛知県高浜市,愛媛県松山市においてさらに現地調査を重ねた。茅野市では基礎集落と各層の学区,高浜市では小学校区における地域形成と高齢期福祉に関する住民活動に注目し,地域を層化した福祉活動の整序における旧来の住民自治活動の機能を検討した。また地域医療における公立病院の役割を考えた。松山市では自治体による積極的な市民活動支援の実際を把握し,地域福祉計画の策定経過への理解を進めた。3)地域福祉領域での先進事例である尼崎市の「けま喜楽苑」および松山市の「ともの家」を視察した。前者は特養を中核に小規模多機能施設やデイケア施設また訪問介護事業を展開し,ユニット個室型の施設設計を早めに実現している。後者は宅老所から出発してグループホームや小規模多機能施設を展開し,介護労働者の労働環境に配慮しながら重度の要介護高齢者を受け入れている。いずれも私たちが今後直面する諸課題を先取りしている。4)地域福祉に関わる全国市民団体の研究交流集会(広島および沖縄)や関連学会に参加して発表諸事例に学ぶとともに,在宅福祉に整合的な小規模多機能施設の展開をより活性化していくための制度的課題を理解した。

5)以上の経過また得られた成果から今後の研究課題がより明瞭になり,一部準備段階にある研究内容の今後の展開が期待できる。考えるべき課題の第一は,高齢者の豊かな在宅生活を実現する,身近な利用および入所施設や医療看護を含む社会サービスのありかたと自治体の機能であり,第二には,地域社会住民がなすべきあるいは可能な相互支援のありかたである。高齢期在宅福祉への住民参加の期待は,計画・実践両面にわたっている。
神経芽腫に対する革新的手術シミュレーション・ナビゲーションシステムの開発

副腎原発神経芽腫において、術前撮影CT画像より、3Dプリンターを用いて立体臓器モデルを作成した。トロッカー挿入可能な樹脂素材を用いて、体躯を作成し、実際の腹腔鏡下右副腎腫瘍摘出術と同様の視野での腫瘍位置のシミュレーションや、トロッカー位置の検討などに使用した。また、神経芽腫の肝転移症例についても、副腎と肝臓の両方のモデルを作成し、手術シミュレーションを行った。また、神経芽腫と同じ小児悪性腫瘍である肝芽腫において、同様に術前CT画像から立体臓器モデルを作成。門脈や肝静脈の走行と腫瘍の位置関係を確認するとともに、術前に切離線をシミュレーションし、より解剖が容易に理解できることなど、有用性を認めた。神経芽腫は、小児固形悪性腫瘍においては最も頻度の高く、同一腫瘍内においても、術前治療に反応して良性方向へ分化する部分と、化学療法の効果が少なく悪性度の高い部分が混在する症例も存在する(heterogeneity)。また重要血管を巻き込み、全摘困難な症例もあり、手術合併症から、術後の化学療法が遅れ予後に影響する場合もある。今回我々は、神経芽腫における手術において、「術前画像に基づく術中ナビゲーションシステムの開発」と「術前画像を用いて3Dプリンターを用いた立体モデルによる術前手術シミュレーション」を行い、神経芽腫における術中の同一腫瘍内の悪性度の可視化と、同一腫瘍内の悪性度を考慮した手術シミュレーションシステムの開発を行い、神経芽腫外科療法の成績と安全性の向上を目的とした。当科においては、手術ナビゲーションについては、腹腔鏡下脾臓摘出術や小児悪性腫瘍に対してすでに報告した経験があり、3Dプリンターを用いた立体モデルについては、人工的な疑似腸管を作成し縫合手術のシミュレータの開発や肝芽腫に対して3Dプリンターを用いて3Dモデルを作成し術前肝切除シミュレーションを行った経験があり、それらの技術を発展させ、術前CTやMIBGシンチ画像から術中画像支援システムとしてナビゲーションシステムの開発と、3Dプリンターを用いてテーラーメード型の切除可能な神経芽腫モデルを作成し手術シミュレーションを行う予定とした。3Dプリンターを用いた立体作成臓器をもちいた手術シミュレーションについては、3例の副腎原発神経芽腫において、術前撮影CT画像より、3Dプリンターを用いて立体臓器モデルをすでに作成した。現在、神経芽腫の肝転移症例に対して、肝臓及び副腎腫瘍を含んだモデルを作成し、腹腔鏡下肝生検の手術シミュレーションとして、検討を行っている。術中ナビゲーションシステムについては、MIBGシンチ画像に基づいた、3D画像作成を行っている。神経芽腫は、小児固形悪性腫瘍においては最も頻度の高く同一腫瘍内においても、術前治療に反応して良性方向へ分化する部分と、化学療法の効果が少なく悪性度の高い部分が混在する症例も存在する(heterogeneity)。今回我々は、神経芽腫における手術において、「術前MIBGシンチ画像に基づく術中ナビゲーションシステムの開発」と「術前CT・MIBGシンチ画像を用いて3Dプリンターを用いた立体モデルによる術前手術シミュレーション」を行い、神経芽腫における術中の同一腫瘍内の悪性度の可視化と、同一腫瘍内の悪性度を考慮した手術シミュレーションシステムの開発を行い、神経芽腫外科療法の成績と安全性の向上を目的とした。当科においては、手術ナビゲーションについては、人工的な擬似腸管を作成し縫合手術のシュミレーターの開発や肝芽腫に対して3Dプリンターを用いて3Dモデルを作成し術前肝切除趣味レーションを行った経験があり、それらの技術を発展させ、術前CTやMIBGシンチ画像から術中画像支援システムとしてナビゲーションシステムの開発と、術前CTやMIBGシンチ画像に基づいた3Dプリンターを用いてテーラーメード型の切除可能な神経芽腫モデルを作成し手術シミュレーションを行う予定とした。現在まで、3Dモデルを実際に作成し検討を行っている。ナビゲーション手術についても、院内倫理委員会を通過し、臨床での使用の準備を進めている。3Dプリンターを用いた立体作成臓器を用いた手術シミュレーションについては、3例の副腎原発神経芽腫において、術前撮影CT画像より、3Dプリンターを用いて立体臓器モデルをすでに作成した。トロッカー挿入可能な樹脂素材を用いて、体躯を作成し、実際の腹腔鏡下右副腎腫瘍核出術と同様の視野での腫瘍位置のシミュレーションや、トロッカー位置の検討などに使用した。また、神経芽腫の肝転移症例についても、副腎と肝臓の両方の臓器モデルを作成し、実際に手術シミュレーションの検討を行った。術中ナビゲーションシステムについては、臨床使用についての病院内の倫理審査の承認を得た。現在、ナビゲーション手術の準備を進めている。

今回我々は、神経芽腫における手術において、「術前MIBGシンチ画像に基づく術中ナビゲーションシステムの開発」と「術前CT・MIBGシンチ画像を用いて3Dプリンターを用いた立体モデルによる術前手術シミュレーション」を行い、神経芽腫における術中の同一腫瘍内の悪性度の可視化と、同一腫瘍内の悪性度を考慮した手術シミュレーションシステムの開発を行い、神経芽腫外科療法の成績と安全性の向上を目的とした。3Dプリンターを用いた立体作成臓器を用いた手術シミュレーションについては、3例の副腎原発神経芽腫において、術前撮影CT画像より、3Dプリンターを用いて立体臓器モデルをすでに作成した。トロッカー挿入可能な樹脂素材を用いて、体躯を作成し、実際の腹腔鏡下右副腎腫瘍摘出術と同様の視野での腫瘍位置のシミュレーションや、トロッカー位置の検討などに使用した。また、神経芽腫の肝転移症例についても、副腎と肝臓の両方の臓器モデルを作成し、実際に手術シミュレーションの検討を行った。また、神経芽腫と同様の小児悪性腫瘍である肝芽腫の5症例において、同様に術前CT画像から立体臓器モデルを作成。手術シミュレーションを行い、門脈や肝静脈の走行と腫瘍の位置関係を確認するとともに、術前に切離線をシミュレーションし、より解剖が容易に理解できることなど、有用性を認めた。副腎原発神経芽腫において、術前撮影CT画像より、3Dプリンターを用いて立体臓器モデルを作成した。また、神経芽腫の肝転移症例についても、副腎と肝臓の両方のモデルを作成し、手術シミュレーションを行った。また、神経芽腫と同じ小児悪性腫瘍である肝芽腫において、同様に術前CT画像から立体臓器モデルを作成。門脈や肝静脈の走行と腫瘍の位置関係を確認するとともに、術前に切離線をシミュレーションし、より解剖が容易に理解できることなど、有用性を認めた。3Dプリンターを用いた立体作成臓器をもちいた手術シミュレーションについては、すでに、3例の副腎原発神経芽腫において、術前撮影CT画像より、3Dプリンターを用いて立体臓器モデルをすでに作成している。使用した際の利点や問題点などを今後、洗い出し、よりシミュレーターとして有用なモデルの開発を進めていく。さらに、神経芽腫の肝転移症例に対して、肝臓及び副腎腫瘍を含んだモデルを作成し、腹腔鏡下肝生検の手術シミュレーションとして、検討を行い、臓器の変形や後腹膜臓器と腹腔内臓器での差なども検討を行っていく。術中ナビゲーションシステムについては、MIBGシンチ画像に基づいた、3D画像作成を行、実際の術中の内視鏡画像の画像支援システムとしての有用性について評価を行っていく予定である。3Dプリンターを用いた立体作成臓器を用いた手術シミュレーションについては、3例の副腎原発神経芽腫において、術前撮影CT画像より、3Dプリンターを用いて立体臓器モデルをすでに作成している。これらの結果、および有効性について、詳細に検討を行っている。ナビゲーションについても、MIBGシンチを用いたナビゲーションを進めていく予定である。小児腫瘍3Dプリンターを用いた立体作成
ロボット動作プログラミングのための統合開発環境の開発

ロボット工学、CGアニメーションにおいて、対象の身体運動を適切に表現することは必須である。しかし、こうしたエージェントの動作生成には莫大な計算や作業を要する。そこで、本研究ではプログラマの労力軽減に向け、一連の動作をフェーズ分割して得られる運動フレーズを記憶、ライブラリー化し、これらの再生・切替・合成・修飾によって、ロボットやキャラクタの動作プログラミングが容易かつ汎用的に行える統合開発環境の開発研究を行った。□研究の目的ロボット工学、CGアニメーションにおいて、対象身体の運動を適切に表現することは必須である。しかし、そのエージェントの動作生成には、膨大な計算や作業を要さなければならない。そこで、本研究では、こうしたプログラマの労力軽減に向け、一連の動作をフェーズ分割して得られる運動フレーズを記憶、ライブラリー化し、これらの再生、切替、合成、修飾によって、ロボットやキャラクタの動作プログラミングが容易かつ汎用的行える統合開発環境の構築を目指す。□研究成果統合開発環境「モーション・シンセサイザー」は3つのサブシステム(シーケンサ部、駆動部、コントローラ部)から構成される。以下、本年度の研究成果となる2つのサブシステムについて概略を述べる。1.シーケンサ部の開発a)モーションライブラリーの構築2つの運動タスク(上肢運動:クランク回転タスク、下肢運動:歩行タスク)に対し、複数被験者で運動計測を行ない、対象動作の標準的運動指標(モーションキャプチャ、筋活動、推定関節トルク)をデータベース化した。b)シーケンサエンジンの開発運動データベース情報を用いて、CGキャラクタで動作を再現(再生機能)する他、その修飾により新規運動(生成(切替機能、合成機能)を実現する動作開発環境を構築した。2.コントローラ部の開発市販フィジカルMIDIコントローラが出力するMIDIプロトコルをロボット制御用通信プロトコルに実時間で自動変換するソフトウェア開発を行ない、ユーザの直観的機器操作でロボットコントロールが可能となるインタフェースを実現した。□研究の目的ロボット工学、CGアニメーションにおいて、対象の身体運動を適切に表現することは必須である。そこで、本研究ではプログラマの労力軽減に向け、一連の動作をフェーズ分割して得られる運動フレーズを記憶、ライブラリー化し、これらの再生・切替・合成・修飾によって、ロボットやキャラクタの動作プログラミングが容易かつ汎用的に行える統合開発環境の構築を目指す。□研究の成果人の運動時における複数筋群に働く筋電位を解析することにより、動作を表現する基本単位である「運動ユニット」の抽出を行った。抽出された運動ユニットを数種類組み合わせるだけで時変かつ冗長な複数筋群の活動が全て表現可能となり、運動情報の高圧縮化に成功した。また、筋骨格ロボットおよび筋骨格シミュレータの実験を通して、タスクに応じた運動ユニットを適切に組み合わることにより歩行運動や到達運動が再現できることを検証した。昨年開発したシーケンサエンジン、コントローラおよびその他インタフェースと併用することで、ユーザの直感的操作でロボットコントロールが可能となる。特に本課題では、筋電インタフェースを用いた筋骨格ロボットのマスタスレーブ制御を実現し、その有効性を確認した。これらの成果は学会発表、特許出願の形でまとめられている。
網羅的計算解析による疾病病態アルゴリズムの構築ならびにその正当性の検証

本年度は、SJSが極めて稀な発症である事から新生変異の可能性に着目して全ゲノムシークエンス解析を用いた新規疾患関連遺伝子の探索を行った。4trio、12sampleを対象にWhole genome sequenceを行い、まずはDe Novo mutationと推定されるvariantを同定した。その中からSJSに関連している可能性があるvariantとして、下記の3パターンを考えた。1GWASで報告のあるSJS関連遺伝子上、もしくは近傍にあるもの2複数の家系で共通した領域(遺伝子上、または遺伝子間)に認めたもの3exonに認めたもの1に関しては、原因薬剤を限定せず、全てのSJSに関する報告遺伝子を対象とした。・1家系(SJS200)で、IKZF1の上流領域にDNM候補を認めた。(IKZF1までの距離:86,444bp)2に関しては、2つの領域(いずれも遺伝子間)が2家系に共通して認めた。(3家系や4家系に共通した領域というものはなかった)・SJS121とSJS192の家系で、PTPRD-AS2とTYRP1の遺伝子間にDNM候補を認めた。(両者のvariantの距離:1,040,249bp)・SJS192とSJS200の家系で、KCNG1とNFATC2の遺伝子間にDNM候補を認めた。(両者のvariantの距離:123,300bp)3に関して・1家系(SJS192)で、MIOSのexon領域にDNM候補を認めた。上記のように、いくつかの新生変異の候補を見つけており、おおむね順調に進展している予定通り新しく見出された疾患関連遺伝素因は、今まで同定された遺伝素因と合わせHLA遺伝子多型に着目した遺伝子多型間相互作用解析を行う予定である本年度は、SJSが極めて稀な発症である事から新生変異の可能性に着目して全ゲノムシークエンス解析を用いた新規疾患関連遺伝子の探索を行った。上記のように、いくつかの新生変異の候補を見つけており、おおむね順調に進展している予定通り新しく見出された疾患関連遺伝素因は、今まで同定された遺伝素因と合わせHLA遺伝子多型に着目した遺伝子多型間相互作用解析を行う予定である家系内の新生変異の検出については、他のプロジェクトで得たデータを使用することができましたため、翌年のそのほかの疾患関連遺伝子の解析に使用することとしたため
イメージングと蛋白運動で解析する細胞応答に於ける情報の受信・変換機構

生きた単一細胞内におけるステロイドホルモン合成ステップのリアルタイムイメージングを行い、大きな成果を挙げた。高感度蛍光顕微イメージング法により、カルシウムオシレーションが副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)のセカンドメッセッンジャーであることを発見した。これは20年来の難問を解決したことになる。1pM程度の生理濃度のACTH刺激のセカンドメッセンジャー探しが続いていた。本研究では上記の低いACTH濃度でさえ、ほとんど全ての副腎皮質細胞でCa信号を見いだした。カルシウム信号には大別して、次の3種類が観察された。1)カルシウム濃度の周期的変動、2)定常的にカルシウム濃度が上昇した状態、3)1)と2)の混合状態、であった。Ca信号を捉えるのに成功した原因は、0.01%と少量のTriton X-100を加えることでCalcium Green-1色素による細胞の染色が非常にうまく行くことを見出したことである。ラット大脳グリア細胞を神経伝達物質グルタミン酸/セロトニン/ヒスタミン/ATPで刺激すると、セカンドメッセンジャーであるカルシウム信号を観測した。いずれも100μM程度の濃度で反応を引き起こした。カルシウム信号は1)2)3)の3種類が観測された。グルタミン酸/セロトニン刺激ではこの3種類全てのCa信号が、ヒスタミン/ATPでは一過性のカルシウム濃度上昇のみが観測され、刺激神経伝達物質の違いでカルシウム信号が異なる事を発見した。高感度ビデオ蛍光顕微イメージング法により、低密度リポ蛋白質LDLを蛍光色素Dilで標識して観測し、ステロイドホルモンの素材であるコレステロールを運ぶLDLの輸送を調べた。LDLがグリア細胞や副腎皮質細胞内のエンドソームに取り込まれたのち、単一のエンドソームが運動する過程を可視化した。単一拉子解析法による解析で、エンドソームが細胞骨格らしいレールの上を方向性を持って高速で滑走する事を発見した。これまで世界的にエンドソームは細胞室内を漂っているという認識であったので、大きな成果である。共焦点顕微鏡を用いた断層撮影により、ステロイドホルモンの素材であるコレステロールレゾルフィンがミトコンドリアに輸送され、P450sccによりブレグネノロンと蛍光性レゾルフィンに変換される様子をレゾルフィンの蛍光でリアルタイムで可視化した。カルシウムオシレーションが副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)のセカンドメッセンジャーであることを発見した。10pM程度の生理濃度のACTH刺激では細胞内でセカンドメッセンジャー探しが続いていた。本研究では高感度蛍光イメージング法により、上記の低いACTH濃度でさえ、ほとんど全ての副腎皮質細胞で細胞内カルシウム濃度がオシレーションを示すことを見いだした。共焦点顕微鏡を用いた断層撮影により、20分程度で低密度リポ蛋白質が受容体を介して細胞内のエンドソームに取り込まれる過程を可視化した。

更に、ステロイドホルモンの素材であるコレステロールレゾルフィンがミトコンドリアに輸送され、P450sccによりプレグネノロンと蛍光性レゾルフィンに変換される様子をリアルタイムで可視化した。生きた単一細胞内におけるステロイドホルモン合成ステップのリアルタイムイメージングはこれまで世界で例はなく、大きな成果である。本研究では高感度ビデオ蛍光顕微イメージング法により、Ca信号をCalcium Green-1色素を用いて、また低密度リポ蛋白質LDLを蛍光色素Dilで標識して観測した。ラット大脳グリア細胞を神経伝達物資グルタミン酸/セロトニン/ヒスタミン/ATPで刺激すると、セカンドメッセンジャーであるカルシウム信号を観測した。いずれも100μM程度の濃度で反応を引き起こした。カルシウム信号には1)カルシウム濃度の周期的変動、2)一過性にカルシウム濃度が上昇した状態、3)1)と2)の混合状態、の3種類が観測された。グルタミン酸/セロトニン刺激ではこの3種類全てのCa信号が、ヒスタミン/ATPでは一過性のカルシウム濃度上昇のみが観測され、刺激神経伝達物質の違いでカルシウム信号が異なる事を発見した。LDLがグリア細胞や副腎皮質細胞内のエンドソームに取り込まれたのち、単一のエンドソームが運動する過程を可視化した。単一粒子解析法による解析で、エンドソームが細胞骨格らしいレールの上を方向性を持って高速で滑走する事を発見した。これまで世界的にエンドソームは細胞室内を漂っているという認識であったので、大きな成果である。
運動学習における大脳運動前野と頭頂連合野との機能連関

上肢による到達運動は、シフトプリズムを装着することにより視覚空間座標と運動座標との間に解離が生じても、10-20回の試行で正確に目標に到達できるようになる。このようなプリズム適応と呼ばれる短期間に成立する運動学習がヒトのみならずサルにおいても知られている。しかもこの運動学習にはプリズムの着脱毎に、極めて高い再現性のあることが確認されている。本研究はこのような実験系を用いて、視覚性上肢到達運動およびその学習には頭頂連合野から運動前野への投射系が重要な役割を果たしていると考えられているが、この系における情報変換様式を調べようとした。本年度の研究ではまず動作する腕の反対側の脳が主体となってプリズム適応が生じるかどうかを確認した。最初に、一側の上肢によるプリズム適応が完成した後、反対側の上肢でプリズム適応の左右間転移が起こるかを観察したが、左右間転移はほとんど生じていないことが明らかとなった。次に、ムシモルを反対側の運動前野腹側部に注入したところプリズム適応の障害がみられたが、同側の注入では障害が明らかではなかった。これらの知見は動作する腕の反対側の脳、特に運動前野腹側部とその関連領域が重要な役割を果たしていることを示唆している。このような確認をした上で、現在マルチレコーディングシステムを用いて運動前野腹側部と頭頂連合野の両方から同時にニューロン活動を記録している。運動前野腹側部の上肢運動関連領域を到達運動課題遂行中のニューロン活動から同定し、その領域を電気刺激した際の逆行性応答から、そこに出力する頭頂連合野領域を同定した上で視覚応答あるいは上肢の運動に関連するニューロン活動がプリズム適応中にどのように変化するかを解析している。
多自由度メカトロニクス用インテリジェントアクチュエータの研究

多自由度メカトロニクス機器を対象としたインテリジェントアクチュエータの研究を行った.具体的には,(1)通信/制御機能を内蔵した電磁モータの開発とロボットへの適用,(2)通信/制御機能を内蔵した空圧アクチュエータの開発と,リンク機構への適用,(3)空気供給管に粗密波を重畳する新しい制御方式の実現,に成功した.以上の3つのサブテーマを通して,多自由度のメカトロニクス機器用の新しいインテリジェントアクチュエータの設計法とシステム構築法を確立した.多自由度メカトロニクス機器を対象としたインテリジェントアクチュエータの研究を行った.具体的には,(1)通信/制御機能を内蔵した電磁モータの開発とロボットへの適用,(2)通信/制御機能を内蔵した空圧アクチュエータの開発と,リンク機構への適用,(3)空気供給管に粗密波を重畳する新しい制御方式の実現,に成功した.以上の3つのサブテーマを通して,多自由度のメカトロニクス機器用の新しいインテリジェントアクチュエータの設計法とシステム構築法を確立した.本研究は,多自由度を持つメカトロニクス機器用の小型アクチュエータとして,マイクロプロセッサや各種マイクロセンサを実装,集積し,高度な制御機能や通信機能を持った「インテリジェントアクチュエータ」の設計技術,およびこれらを用いたシステム構築技術の確立を目標としている.(1)小型電磁モータと(2)小型空圧シリンダの2つのアクチュエータを具体的な試作研究対象として進める.(1)については,本年度は,本研究者らが従来から研究を進めているへび型管内移動マイクロロボットを適用対象モデルケースとして取り上げ,マイクロプロセッサ,モータドライバ,エンコーダを集積したインテリジェント小型モータを設計,試作し,このモータを13個連結してロボットシステムを構築した.具体的には,外径15mmの電磁モータとPICマイコンを中心に用いて,ローカルな制御機能と通信機能を実現した.ホストプロセッサから,動作仕様を与えるだけで,軌道生成やサーボ制御がそれぞれのモータで実現されるため,シンプルな多自由度メカニズム系のシステム構築が可能となるとともに,配線数が大幅に削減(今回のモデルケースでは72本→6本)できるようになった.(2)については,本研究者らが従来から研究を進めているアクティブ多面体(30本のリニアアクチュエータで構成された立体リンク機構で,仮想立体物を取り扱うインタフェイスとして開発)をモデルケースとして取り上げ,今年度は,レーザを用いてシリンダロッドにストライプパターンを形成しマイクロ光エンコーダを内蔵することで,従来と概観サイズはほぼ同じで位置検出機能を持った空圧シリンダを実現した.また,これを用いて位置制御が行えることを実験で示した.本研究は,多自申度を持つメカトロニクス機器用の小型アクチュエータとして,マイクロプロセッサや各種マイクロセンサを実装,集積し,高度な制御機能や通信機能を持つた「インテリジェントアクチュエータ」の設計技術,およびこれらを用いたシステム構築技術の確立を目標としている.(1)小型電磁モータと(2)小型空圧シリンダの2つのアクチュエータを具体的な試作研究対象として進める.(1)については,本年度は,PSoC (programmable system-on-chip)を用いたインテリジェントアクチュエータを設計,構成した.このアクチュエータには,小型DCモータ,減速機,エンコーダ,トルクセンサ,CPU,モータドライバを内蔵し,I2C通信を主に用いた通信系により,アクチュエータ間,および,ホストコンピュータとの通信機能,ローカルな力/位置サーボ、といった機能を実現した.このアクチュエータを30個連結して,形状が自在に変わる多面体リンク機構を構成し,PC内の仮想連続体をあたかも触った感覚で取り扱うことのできるフィジカルマンマシンインタフェイスを実現した.これにより,シンプルな構成でノイズにも強い多自由度メカニズム系のシステム構築が可能となるとともに,配線数が大幅に削減できるようになった.(2)については,多数の空圧アクチュエータからなる機構において,それぞれのアクチュエータに固有の振動数で励起されて動作するバルブを搭載し,圧力供給ラインに動作させたいアクチュエータの励起周波数を空気の振動として重畳することで,特定のアクチュエータを自在に駆動する新しい空圧制御系を考案した.このシステムでは複数の空圧アクチュエータに空圧供給管を連結するだけでよく,システムの大幅な簡略化が行える.本年度は,シミュレーションによりこの可能性を実証するとともに,バルブの試作を行った.本研究は,多自由度を持つメカトロニクス機器用の小型アクチュエータとして,マイクロプロセッサや各種マイクロセンサを実装,集積し,高度な制御機能や通信機能を持った「インテリジェントアクチュエータ」の設計技術,およびこれらを用いたシステム構築技術の確立を目標としている.(1)小型電磁モータと(2)小型空圧シリンダの2つのアクチュエータを具体的な試作研究対象として進めている.(1)については,昨年度までに開発したインテリジェントアクチュエータの基本設計をベースに,13リンクのへび型ロボット用,および30面体型アクティブ多面体用にそれぞれ,インテリジェントアクチュエータを設計し,上記ロボットおよび多面体に搭載して動作に成功した.

このアクチュエータには,小型DCモータ,減速機,エンコーダ,トルクセンサ,モータドライバ,および,PWM,A/D,I2C,カウンタを内部に構築したマイクロチップを内蔵し,ホストコンピュータと通信を行いつつ,ローカルな力/位置サーボが実現できる.このインテリジェントアクチュエータにより,100自由度程度の多自由度メカトロニクスシステムが容易に構成できる見込みがたった.(2)については,昨年度までに考案し,その基礎動作をシミュレーションで確認した空圧信号重畳型バルブの機能確認モデルを試作し,供給高圧空気に空気振動を乗せることによって,バルブのオンオフ動作ができることを実験で示すことに成功した.また,本研究の応用対象として設定している空圧用に,伸張比250%,分解能0.169mmのインテリジェント空圧シリンダの開発に成功した.平成18年度までの研究成果に基づいて更なるインテリジェント化と多自由度化を進めるとともに,へび型ロボットとアクティブ多面体を具体的な適用対象として,多自由度メカトロニクス機器への適用研究を進めた.空圧アクチュエータに関しては,前年度に基礎動作を確認した多重変調バルブの研究に注力し,動作周波数帯域を自由に設計できる技術を確立して,1本の空気供給管につながった2本の空圧アクチュエータを自由に独立に駆動することにせいこうした.この際,従来の圧力バルブにくわえて,大気排出バルブも開発し,設計のバリエーションを増やすことができた.電磁アクチュエータに関しては,平成18年度に試作したインテリジェント電磁アクチュエータの設計変更を進めた.メカトロニクス機器への適用研究に関しては,アクティブ多面体およびへび型ロボットを適用対象として研究を進めた.これは,本研究で確立した設計,制御手法を,実際の多自由度メカトロニクス機器へ適用することにより,その実用性を実証するとともに,実用化に伴う問題点を明確にするために実施している.アクティブ多面体については,一昨年度に確立したインテリジェントシリンダの設計手法に基づき,新たなインテリジェントシリンダを設計,開発し,これを120本組み合わせた120自由度アクティブ多面体のハードウェアを完成させた.20年度にこれを実際に動作させる.へび型ロボットについては,各インテリジェントアクチュエータに,菅径の変化や曲がり菅,分岐菅に自動的に適応して動作するアルゴリズムを搭載し,高度な分散処理のシステム構築に成功した.昨年度までの研究成果に基づいて,更なるインテリジェント化と多自由度化を進めるとともに,へび型ロボットとアクティブ多面体を具体的な適用対象として,多自由度メカトロニクス機器への適用研究を進めた.空圧アクチュエータに関しては,前年度に引き続き,多重変調バルブの研究に注力し,バルブを小型化し,これに伴い動作周波数帯域を100Hzまで広げ, 2本の空圧アクチュエータを安定して自由に独立に駆動することに成功した.電磁アクチュエータに関しては,昨年度までに試作したインテリジェント電磁アクチュエータの設計変更を進めた.メカトロニクス機器への適用研究に関しては,アクティブ多面体およびへび型ロボットを適用対象として研究を進めた.
マイクロマシン用超音波イメージセンサの試作

本研究では、筆者らが提案している複合ダイアフラム超音波トランスジューサの作製プロセスを確立すると共に、このデバイスを同一基板上に多数集積化することにより高空間分解能2次元超音波トランスジューサアレイを試作し、マイクロマシン用超音波イメージセンサを実現することを目的とした。まず、複合ダイアフラムの作製プロセスについて検討した。犠牲層エッチングと呼ばれるマイクロマシニング技術を適用することにより、同一基板上に多数の複合圧電ダイアフラムを作製することに成功した。また、複合ダイフラムに対して新たに極薄いシリコン層を付加することにより、等価的に歪が減少し、より薄く、大面積なダイアフラムを実現できることを明らかにした。さらに、犠牲層エッチングを最終工程とするプロセスを完成させた。これにより、1.3μmと非常に薄い膜厚でダイアフラムが作製可能となった。このプロセスを利用して、ガラス基板表面に複合圧電共振子を作製したところ、基本共振周波数777MHzにおいてQが約303という優れた特性のものが実現できた。また、この複合ダイアフラム構造により励振される高周波超音波を利用することにより、超音波の伝搬媒体である液体に流れが生じる、いわゆる“超音波流動"が高効率に生じることを見いだした。これは、このトランスジューサが極めて高い周波数で動作し、しかも小型で高効率であるために、非常に狭い領域に超音波のエネルギーが集中できることによる。理論的検討により高周波化と共に超音波流動の効率が向上することを明らかにすると共に、実験的にも40mW程度の超音波入力で約5mmにも及ぶ液面の浮上が得られた。そして、この現象を利用した液体用マイクロポンプやマイクロマニピュレータを提案した。これは、マイクロマシンやマイクロセンサ等への応用が考えられる。なお、上述のプロセスを利用することにより、複合ダイアフラム超音波トランスジューサの作製に成功しているが、歪のためにあまり良好な特性が得られていない。今後、プロセスの再検討により特性改善を図る予定である。本研究は、本申請者らが提案しているポリイミド/パイレックスガラス/酸化亜鉛/窒化シリコン複合ダイアフラム超音波トランスジューサを同一基板上に多数集積化することにより高空間分解能2次元超音波トランスジューサアレイを試作すると共に、その駆動・検出電子回路とハイブリッドに集積化し、マイクロマシン用超音波イメージセンサを構成することを目的としている。本年度は、まず、複合ダイアラムの最下部を形成する窒化シリコン膜のスパッタ条件とその膜質に関して実験的に考察した。その結果、高周波はスパッタ法により200°C程度で成長した窒化シリコン膜は非常に良好な機械的強度と科学的耐久性を示し、デバイス製作時の種々の工程における保護膜として十分利用可能である事が分かった。そして、この窒化シリコン膜がCF_4を用いた反応性イオンエッチングにより選択的に加工できることに着目して、犠牲層除去を最終工程とするデバイスの作成プロセスを確立した。また、浮き構造を作成する際にシリコン層を付加すると、その柔軟性により内部応力がダイアフラム全体に拡散し、発生する歪が低減できることを明らかにした。さらにダイアフラムの支持形状を十字型にすることにより歪が分散し、より平坦で大面積のダイアフラムが高い歩留まりで作成できることが判った。そして、この様にして作成された構造上に圧電性酸化亜鉛薄膜を堆積して複合ダイアフラムを作製した。この構造を利用して、圧電共振子を構成したところ、500MHz帯で基本共振する良好なものが実現できた。現在、この様にして確立された作製プロセスを利用して、複合ダイアフラム超音波トランスジューサの実現を試みている。

本研究では、筆者らが提案している複合ダイアフラム超音波トランスジューサの作製プロセスを確立すると共に、このデバイスを同一基板上に多数集積化することにより高空間分解能2次元超音波トランスジューサアレイを試作し、マイクロマシン用超音波イメージセンサを実現することを目的とした。まず、複合ダイアフラムの作製プロセスについて検討した。犠牲層エッチングと呼ばれるマイクロマシニング技術を適用することにより、同一基板上に多数の複合圧電ダイアフラムを作製することに成功した。また、複合ダイフラムに対して新たに極薄いシリコン層を付加することにより、等価的に歪が減少し、より薄く、大面積なダイアフラムを実現できることを明らかにした。さらに、犠牲層エッチングを最終工程とするプロセスを完成させた。これにより、1.3μmと非常に薄い膜厚でダイアフラムが作製可能となった。このプロセスを利用して、ガラス基板表面に複合圧電共振子を作製したところ、基本共振周波数777MHzにおいてQが約303という優れた特性のものが実現できた。また、この複合ダイアフラム構造により励振される高周波超音波を利用することにより、短音波の伝搬媒体である液体に流れが生じる、いわゆる“超音波流動"が高効率に生じることを見いだした。これは、このトランスジューサが極めて高い周波数で動作し、しかも小型で高効率であるために、非常に狭い領域に超音波のエネルギーが集中できることによる。理論的検討により高周波化と共に超音波流動の効率が向上することを明らかにすると共に、実験的にも40mW程度の超音波入力で約5mmにも及ぶ液面の浮上が得られた。そして、この現象を利用した液体用マイクロポンプやマイクロマニピュレータを提案した。これは、マイクロマシンやマイクロセンサ等への応用が考えられる。なお、上述のプロセスを利用することにより、複合ダイアフラム超音波トランスジューサの作製に成功しているが、歪のためにあまり良好な特性が得られていない。今後、プロセスの再検討によりさらに特性の改善を図る予定である。