hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河川護岸の開削による震災湿地の水交換操作実験と物質循環・汽水生態系の応答解析

湿地と舞根湾内において,季節ごとに小潮期の地下水湧出(SGD)を調査し,222Rn収支からSGD量を評価したところ,6月と11月では湿地で13cm/day、舞根湾で2025cm/dayであった.塩分・Ra同位体による混合モデルにて水塊への各端成分の寄与率を推定したところ,湿地では6割,舞根湾では2割が淡水性地下水であった.塩性湿地における鉄供給メカニズムを明らかにするための準備段階として,気仙沼・舞根湾における底質の鉄・重金属の含有量を評価した.鉄は測点によって含有量に差があり,重金属は測点ごとに含有量の差がみられたが,全元素で基準値を大きく下回った.ベントス(貝類・甲殻類)に関して,多様性のモニタリング調査と十脚類(エビ・カニ類)相の記載を行った.ベントス多様性は20142015年調査と比べて低下した.十脚類は23種が記録され,主に北方種と広域種が占め,南方種が4種,新種種も確認された.溶存酸素量の空間分布を調査したところ,夏期の夜明けに浅場および深場の低層で貧酸素状態となった.ハゼ科魚類チチブ仔稚魚の分布を調べたところ,深場で個体密度が高く,平均体長が大きいことが示され,湿地内の深場は仔稚魚の生育と生残に重要であると考えられた.マアナゴの胃内容物から食性解析を行った結果,テッポウエビなどの居穴性甲殻類が頻出した.カメラ撮影により居穴性甲殻類の巣穴分布密度を計数したところ,秋季に高くなった.マアナゴは餌の現存量が多い場所に長く滞在し,餌が多くなる秋に積極的に摂餌し,冬季に産卵回遊に参加していくものと考えられた.2012年から継続している陸域生物相のモニタリングデータを整理した結果,小規模な湿性生息地が農地復旧により消滅し,トウホクサンショウウオ,トンボ類,鱗翅目,直翅目、水生昆虫などが壊滅的な影響を受けたことが分かった.湿地・河川護岸工事の方法や時期について,気仙沼市役所・工事業者と3回にわたって打ち合わせを行い,塩性湿地の環境改変の準備を進めた.塩性湿地の工事前の状態を知るために,湿地と舞根湾を対象に5回にわたる全域調査を実施することができた。また、舞根湾と湿地の間にある淡水性井戸に水位・塩分・水温の記録計を設置し、地下水のモニタリングを開始した。鉄・重金属について,塩性湿地における表流水や地下水からの鉄供給メカニズムを明らかにするために底質環境調査を行うことが研究の中心である.今年度,気仙沼・舞根湾の4測点の底質調査を実施し,新たに浸とう機(シェーカー)を購入して鉄含有量測定の方法を確立することができた.塩性湿地の本格的な底質環境調査(鉄含有量分析)では,底質分析結果と湿地における表層水中の鉄濃度との比較を行うことで,鉄供給メカニズムについての有用な知見が得ることができると考えている.ベントス(貝類・甲殻類)分布調査に関しては,当初の計画通り進行している.特に,多様性に関して20142015年の調査を再現した結果,この3年間で想定以上に低下しており,本研究の主要課題である河川護岸の開削の影響をより検出しやすい状況になった.十脚類(エビ・カニ類)の中には海と川を行き来する通し回遊を行うことが予想される種が含まれていた.また,未記載種(新種)の記載論文の投稿を行った.舞根湿地において,仔稚魚の生残に重要な要因である溶存酸素量の時間・空間変化および減少要因を一部解明することができ,湿地の環境改善にむけての方向性を明らかにすることができた.ほぼ当初の予定通り順調に進捗している.生物相のモニタリングは継続して実施しており,ドローンを用いた空撮も実施した.加えて,DNAバーコーディングを用いてアカハライモリとトンボ類の胃内容物を明らかにした.地下水の222Rn収支モデルの検討を行い,物質フラックス(栄養塩および溶存態無機炭素)までの評価を行う.工事期間および終了後に湿地と舞根湾の定点モニタリングを季節ごとに実施し,工事前後の比較を行う.鉄・重金属について,2019年度は2回の調査を予定している.湿地の21測点における底質鉄含有量,および間隙水中の鉄濃度分析を実施するとともに,代表的な表層水中の鉄濃度も分析する.比較のために,間隙水や表層水の栄養塩分析も行う.塩性湿地の測点ごとの鉄濃度の違いとその要因について考察してゆく.仔稚魚の生息環境に関して,これまでの溶存酸素に関する研究において,底泥および水生植物による酸素消費や降雨の影響が大きいことが推定された.今年度は,底泥の酸化還元電位や強熱減量の測定,水生植物の現存量調査,降雨イベント時の溶存酸素量の高頻度調査によって確認を進める.また,水交換量の変化による溶存酸素量への影響についても分析を進める.ベントス(貝類・甲殻類)に関しては引き続きモニタリングを継続する.特に,河川開削後のベントス多様性の漸次的な変化を1年を通して追跡する.また,通し回遊性が予想された

十脚類(エビ・カニ類)に関しては,季節的な分布や生活史を湿地流入河川を含めて調査し,湿地利用状況から当該塩性湿地の保全価値との関連付けを試みる.舞根湾及び塩性湿地においてアナゴとウナギを捕獲し,飼育実験により酸素消費速度の測定を行う.遊泳速度に対応した酸素消費速度を調べると共に,休息中の酸素消費速度を測定し,1日に必要最低限の餌量を見積もる.熱赤外線センサーを用いたドローンによる空撮を行う.また,ミサゴに着目し,ペレット,フンを収集し,DNAバーコーディングによる食性解析を行う予定である.湿地と舞根湾内において,季節ごとに小潮期の地下水湧出(SGD)を調査し,222Rn収支からSGD量を評価したところ,6月と11月では湿地で13cm/day、舞根湾で2025cm/dayであった.塩分・Ra同位体による混合モデルにて水塊への各端成分の寄与率を推定したところ,湿地では6割,舞根湾では2割が淡水性地下水であった.塩性湿地における鉄供給メカニズムを明らかにするための準備段階として,気仙沼・舞根湾における底質の鉄・重金属の含有量を評価した.鉄は測点によって含有量に差があり,重金属は測点ごとに含有量の差がみられたが,全元素で基準値を大きく下回った.ベントス(貝類・甲殻類)に関して,多様性のモニタリング調査と十脚類(エビ・カニ類)相の記載を行った.ベントス多様性は20142015年調査と比べて低下した.十脚類は23種が記録され,主に北方種と広域種が占め,南方種が4種,新種種も確認された.溶存酸素量の空間分布を調査したところ,夏期の夜明けに浅場および深場の低層で貧酸素状態となった.ハゼ科魚類チチブ仔稚魚の分布を調べたところ,深場で個体密度が高く,平均体長が大きいことが示され,湿地内の深場は仔稚魚の生育と生残に重要であると考えられた.マアナゴの胃内容物から食性解析を行った結果,テッポウエビなどの居穴性甲殻類が頻出した.カメラ撮影により居穴性甲殻類の巣穴分布密度を計数したところ,秋季に高くなった.マアナゴは餌の現存量が多い場所に長く滞在し,餌が多くなる秋に積極的に摂餌し,冬季に産卵回遊に参加していくものと考えられた.2012年から継続している陸域生物相のモニタリングデータを整理した結果,小規模な湿性生息地が農地復旧により消滅し,トウホクサンショウウオ,トンボ類,鱗翅目,直翅目、水生昆虫などが壊滅的な影響を受けたことが分かった.湿地・河川護岸工事の方法や時期について,気仙沼市役所・工事業者と3回にわたって打ち合わせを行い,塩性湿地の環境改変の準備を進めた.塩性湿地の工事前の状態を知るために,湿地と舞根湾を対象に5回にわたる全域調査を実施することができた。また、舞根湾と湿地の間にある淡水性井戸に水位・塩分・水温の記録計を設置し、地下水のモニタリングを開始した。鉄・重金属について,塩性湿地における表流水や地下水からの鉄供給メカニズムを明らかにするために底質環境調査を行うことが研究の中心である.今年度,気仙沼・舞根湾の4測点の底質調査を実施し,新たに浸とう機(シェーカー)を購入して鉄含有量測定の方法を確立することができた.塩性湿地の本格的な底質環境調査(鉄含有量分析)では,底質分析結果と湿地における表層水中の鉄濃度との比較を行うことで,鉄供給メカニズムについての有用な知見が得ることができると考えている.ベントス(貝類・甲殻類)分布調査に関しては,当初の計画通り進行している.特に,多様性に関して20142015年の調査を再現した結果,この3年間で想定以上に低下しており,本研究の主要課題である河川護岸の開削の影響をより検出しやすい状況になった.十脚類(エビ・カニ類)の中には海と川を行き来する通し回遊を行うことが予想される種が含まれていた.また,未記載種(新種)の記載論文の投稿を行った.舞根湿地において,仔稚魚の生残に重要な要因である溶存酸素量の時間・空間変化および減少要因を一部解明することができ,湿地の環境改善にむけての方向性を明らかにすることができた.
ＴｅＶスケールにおける素粒子標準模型を超える物理の研究

LHCで発見されたヒッグス粒子は標準模型を大きくサポートしているが、ヒッグス質量項は量子補正を考慮すると非常に不自然である。そこで超対称性理論など標準模型を超える理論の存在が予想されている。それらの兆候の大きな手がかりはヒッグス粒子の詳細な研究から得られる可能性が高く、その研究は重要である。そこで私は、受入研究者の北野教授と数物連携宇宙研究機構の村山教授と共同で、超対称性理論におけるヒッグス粒子質量の研究を行った。特に、超対称性が高次元で破れを起こすシャークシュワルツ機構に注目し、ヒッグスポテンシャルのトップクォークからくる量子補正の一般的な計算を整備した。この結果に加え、暗黒物質の熱的残存量などの現象論をまとめ、論文にした。次に、質量とともに、ヒッグス粒子がどのように他の素粒子と結合しているかを知ることは標準模型を超える理論の知見につながってくる。これまでは、ヒッグス粒子と電弱ゲージ粒子、トップクォーク、ボトムクォーク、タウレプトンとの結合強度の測定に関して研究が行われてきた。そこで、ヴァイツマン研究所のPerez教授らと共同で、ヒッグス粒子とボトムクォークの結合測定の実験結果を応用し、ヒッグス粒子とチャームクォークの結合測定の方法を世界で初めて示した。また、そのLHCでの将来予測に関する研究も行った。それらの成果は論文として出版された。最後に、2015年12月にLHC実験の光子対共鳴状態探査で報告された新粒子の兆候に対して、ヴァイツマン研究所の佐藤氏とハーバード大学の中井氏と共同で、研究を行った。まず結果を踏まえ、その信号強度をできるだけ一般的な解析を行い、新しい強結合理論の存在可能性を導いた。そこから、新粒子は新しいパイ粒子で現象がよく説明できることがわかり、さらにLHC実験の他の解析チャンネルでの将来予想も示した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年度は、本研究課題の中心テーマであるヒッグス粒子の研究に力を注ぎ、理論的側面・実験的側面の両方で進展があった。まず理論的側面では、標準模型を超えた理論である超対称性理論におけるヒッグス粒子質量の計算を行った。1つはゲージ一重項2つを導入した新しい拡張ヒッグスセクターの枠組みを提示した。通常は、現在のヒッグス質量と電弱対称性の破れを同時に説明するのは難しいが、この新しい枠組みではそれが可能であることを示した。また、超対称性が余剰次元から破れを起こしたシナリオで、高次元モードがヒッグス質量にどう影響をあたえるかを受入研究者の北野教授と数物連携宇宙研究機構の村山教授と共同で行った。そのために、計算方法を整備し、高次元の効果を取り入れた有効ポテンシャルの解析解を導いた。現象論に適用するために、さらに研究を進めている。次に実験的側面では、LHCでは不可能だと思われていたヒッグス粒子とチャームクォークの結合の強さを測定する先駆的な研究を行った。LHC実験は非常に背景事象の多い実験であり、チャームクォークの結合定数の測定は次世代の加速器を待たなければならないと考えられてきた。しかし、現存のヒッグス粒子とボトムクォークの結合を測定する解析を用いれば、チャームクォークの結合定数にある程度の制限を付けられることを発見し、世界ではじめてチャームクォークの結合定数に制限をつけた。さらに、将来の高ルミノシティーLHCで可能な改善した解析方法とその測定精度を示した。この研究は、イスラエルのヴァイツマン研究所のPerez教授、Stamou研究員、大学院生Soreqと共同で行い、私が主導的な役割を果たした。その他の研究では、標準模型を超える理論を示唆する強力な証拠である暗黒物質に関する研究に取り組んでいる。これは加速器物理から離れ、最近の天体観測から更なる情報を引き出すことを試みている。

まず結果を踏まえ、その信号強度をできるだけ一般的な解析を行い、新しい強結合理論の存在可能性を導いた。そこから、新粒子は新しいパイ粒子で現象がよく説明できることがわかり、さらにLHC実験の他の解析チャンネルでの将来予想も示した。まず、ヒッグス粒子の結合の強さを測る新しい手法は、本課題の大きな進展といえる。なぜなら、現存する実験施設、LHCで可能な限り情報を引き出すことが、TeVスケールの標準模型を超える理論に対する知見となるからでる。理論的にも超対称性理論におけるヒッグス粒子に関して進展があった。観測されているヒッグス質量では従来の超対称性理論が理論的に不自然になってしまうが、それを2つの一重項のある枠組みでは齟齬がないことをしめした。また、高次元から超対称性の破れを起こすシナリオにおいても、ヒッグス質量の計算方法を整備したことは意義がある。超対称性粒子の直接探査では有力な証拠が現在まで得られていないので、発見されたヒッグス粒子を足がかりに理論の可能性を探るのが現時点での1つの有効な方法である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。まず、先に行ったヒッグスとチャームクォークの結合定数の研究を更に発展させる。LHCに加え、現在検討されている100TeV加速器で、結合定数の測定がどう行われるか、道筋をつけたい。また、チャームだけでなく他の軽いクォークの結合定数も考慮していく。また、超対称性理論におけるヒッグスの質量について、これまで行っている計算も引き続き行う。新しい方向性としては、天体観測を元にした暗黒物質の研究を行う。特に、ハローだけではなく惑星サイズ以上の構造を作るような暗黒物質が天体観測でどう検出・制限されるのかは興味深い方向性であり、その手法を確立し、暗黒物質の性質を調べていく。これは標準模型を超える物理に対して示唆を与えるはずである。
植民地表象を通した「日本」写真史の脱構築

本研究は、近代日本の植民地に関わる写真の検討を通して、既存の日本写真史を批判的に再構築することを目的としている。本年度は、明治初期の日本における内国植民地化の過程において写真が果たした「日本」の境界の視覚化という役割を検討した。具体的には、札幌と函館を中心として、明治政府からの依頼を受けて撮影を行った写真家らの作品を研究した。これまで「北海道写真」として知られてきたこれらの資料群を、明治維新というより大きな社会全体の転換の中に位置付け直した。それにより、日本の近代化の一部である植民地主義の展開のなかで、写真という再現的表象が周縁をいかに描き出そうとしたかを明らかにすることを試みた。また、江戸時代末期の日本写真黎明期に、函館、横浜、下田、長崎などで撮影を行った外国人写真家らの研究を行った。国外から日本がどのように撮影の対象となったのかを、明治時代への歴史的連続性に着目して検討した。さらに、これと並行して、旧満州国における淵上白陽らの写真についての研究を論文として発表した。当初の計画通り、明治初期の北海道開拓写真についてのアーカイブ調査を進めた。また、幕末期に日本で活動した外国人写真家らについての調査にも着手した。今後は、北海道写真のアーカイブ調査を引き続き進める。また、当初の計画に基づき、批判的人種理論、ポストコロニアル理論を用いた理論的枠組みの強化を進める。
教育と福祉に関する言説の比較歴史社会学的考察-韓国と日本-

本研究の特色の第一は、これまで主として「歴史」という方法を用いて行われてきた「言説」分析に、「比較」という方法論を導入しようとする試みである(「比較歴史社会学」)。特色の第二は、これまで「教育」など特定分野に限って行われる傾向があった「言説」分析を、複数の分野について横断的に行う、というものである。具体的には、1920年代から1990年代にかけての『東亜日報』と『朝日新聞』をほぼ9年おきに取り上げ、「試験」を中心とした「教育」言説、「老人」を中心とした「福祉」言説を収集・整理・考察することで、「歴史」と「比較」という二つの方法論を兼ね備え、「教育」/「福祉」の両分野をとりあげた研究を行った。本研究は、韓国の朴貞蘭仁済大学校助教授との共同研究として行われた。第二に、「教育」と「福祉」という複数の分野について横断的に研究を行ったことで、「韓国」/「日本」両社会の底にある基本原理の類似性と差異性を見出すことができた。すなわち、両社会においてはいずれも「家」と「国家」という二つの原理が重要である。しかし、日本においては、「連合考査」や「内申成績」の戦前からの活用や「老人福祉法」の早期制定が示すように、一貫して「国家」という原理に優位性がある。それに対し韓国においては、「家」の支配力管理力拘束力が強く、「国家」はそれを補うに過ぎなかった。それが1970年代から1980年代にかけて「国家」という原理が急速に強化され、日本と類似した状況になってきた。それを象徴するのが「課外」の摘発と「老人福祉法」の制定である。1.本年度は、交付申請書で予定したとおり、第一には朝日新聞の戦前紙面データベース、戦後見出しデータベースおよび縮刷版を用いて教育と福祉に関する新聞記事の日本における変容について資料収集と分析を行った。第二には、東亜日報のマイクロフィルムを用いて、教育と福祉に関する新聞記事の韓国における変容について資料収集を行った。第三に、教科書を用いた分析については、特に中学高校の社会科教科書に焦点をあてることを定め、図書館所蔵の図書を中心に資料収集を行った。以上に関し、尾中は特に「試験」「受験」に関連する記事、朴は「高齢者」に関する記事に絞って研究を行っている。2.また、資料収集と情報交換のため、朴が二度にわたり訪日を行った。一度目の訪日(2003年7月)は、主として研究方法や進め方のうちあわせと資料収集にあて、二度目の訪日(2004年1月)では、資料収集に加え、それぞれ中間報告を行った。尾中は「『教育』についての言説の歴史社会学:日本の『試験』を中心として」と題する報告を行ったが、そこでは、「ナショナリズム」という概念を手がかりとして、1920年代から1990年代に至る「試験」に関する言説の流れを、大きく三つの時期((1)1920-1940年代、(2)1950-1970年代、(3)1980年代以降)に分けて論じた。それによると、「ナショナリズム」との関係で試験をとらえると、通常考えられているのとは異なり、(1)と(2)の間に大きな断絶はなく、むしろ(2)から(3)の時期にかけて大きな変化が起こったと考えられることが明らかになった。すなわち、通常(1)は戦前的複線型システムの時代、(2)と(3)は戦後的単線型システムの時代として区別されているが、この観点からは、(1)と(2)の時代における「試験」に対する否定的な言説が、(3)では同じく肯定的な言説が基調となることが明らかとなり、かつそれが「ナショナリズム」の変容と関連すると考えられた。

1.研究計画書の「本年度の研究実施計画」の「(1)この収集資料とデータペースに基づいて内容的な分析を行うこと」に関しては次のように実施した。第一には『朝日新聞』データベース、第二には昨年度に購入した『東亜日報』マイクロフィルムの分析、第四には分析結果の報告がそれである。具体的にいえば、尾中は、『朝日新聞』データベースと『東亜日報』マイクロフィルムを用いて、(1)日帝強占期の朝鮮半島における教育の実態に関して「試験と植民地化-日帝強占期『東亜日報』の分析-」という報告に、(2)解放後現在に至るまでの韓国における教育の実態に関して「大学入試の誠治社会学-国家試験と内申成績-」という報告に、(3)日帝強占期から現在に至るまでの東亜日報の教育言説に関して「教育言説の歴史社会学-『東亜日報』の場合-」という報告に、(4)戦前から現在に至るまでの教育言説に関して「教育言説の歴史社会学-『朝日新聞』の場合-」という報告にまとめた。海外共同研究者である朴は、(5)戦前から現在に至るまでの『朝日新聞』の福祉言説に関し「老人」を焦点として、「老人扶養についての言説の流れ-老人扶養における国家と家族、そしてコミュニティ」としてまとめた。2.また、『東亜日報』の分析にあたって、新聞社自体に関する資料の必要性が明らかになったので、訪問期間を利用し大学図書館などで資料収集を行った。3.研究計画書「本年度の研究実施計画」の「(2)大学図書館以外での教科書資料の収集」に関しては、訪問期間を活用し、国会図書館、国立中央図書館を利用して行った。4.研究計画書「本年度の研究実施計画」の「代表者と分担者の情報交換の密度を高めるための相互訪問」は、夏期と冬季の二回、予定通り行われた。2004年9月には尾中が韓国を訪問することにより、A, B, Cの報告を行うと同時に東亜日報についての関連資料の収集を行い、2005年1月には朴が日本を訪問することにより、D, Eの報告を行うと同時に朝日新聞についての関連資料の収集を行った。「研究実施計画」1.のとおり、ひきつづき仁済大学校の朴貞蘭助教授に海外共同研究者として参加していただいた。同2.については、『東亜日報』のデジタルアーカイブから1999年分を用いて補足分析を行った。本来なら1998年分について行う予定であったが、デジタルアーカイブが1999年からしか提供しておらず、1999年で代用することとした。この間には大きな変化がなかったので、代用することが十分可能であると考えられたからである。同3.については、『東亜日報』マイクロフィルムを用いて、韓国における「老人観」と「老人扶養」言説について分析を行った.また、老人に関する実態調査の記事の収集も行った。同4.に予定したとおり、これまでの2年間の分析結果とあわせて韓国と日本における「教育言説」と「福祉言説」の歴史的変遷と比較考察を行い、報告書結論部分の執筆を行った。、また、「言説」についての研究のサーベイも行って理論的な問題意識の精緻化も行い、報告書序論部分の執筆を行った。同5.に予定したとおり、東亜日報社史や朝日新聞社史も資料として分析し、新聞記事の上での変容と、新聞社としての事件や量的データの変化との関連づけを行い、立体的な比較考察を行った。同6.に予定したとおり、新聞資料に労力を集中することで、一貫性のある考察を行うことができた。同7.に予定したとおり、夏の終わりに尾中の訪韓を行って報告書原稿の本論部分の読み合わせを行い、冬に朴の訪日を行って報告書原稿の序論・結論部の読み合わせ、および章立てについて打ち合わせを行った。校正など細部の詰めは、メール上でのやりとりによって行った。以上の作業の結果、比較的早い時期に研究成果報告書をまとゆることができた。
脳関門Ｐ糖タンパクの単分子輸送活性と発現量に基づく薬物脳移行性の病態変動の解明

病態時の血液脳関門(BBB)のP糖蛋白の薬物排出機能を解明する基盤を構築する事を目的とした。P糖蛋白のタンパク質絶対発現量が変動する病態(てんかん)では、BBBのP糖蛋白機能は、強制発現細胞で測定される単分子輸送活性と単離した脳毛細血管における絶対発現量の統合によってin vitroから再構築できる事が証明された。単分子あたりの排出輸送機能が変動する病態(炎症酸化ストレス)では、カベオリン1のTyr14のリン酸化量がその変動を推定するマーカーのひとつであることを発見した。サルでも再構築を実証でき、病態時のヒトBBBのP糖蛋白機能をin vitroから解明するための新たな道を拓いた。H24年度は、炎症時の血液脳関門のP糖タンパク(P-gp)の絶対発現量を解明し、H23年度に解明済みの正常時のP-gpの単分子輸送活性を統合することによって、炎症時のin vivo血液脳関門のP-gp排出輸送活性及び脳への薬物移行量を再構築できるか否かを解明する事を目的とした。再構築できない場合は、P-gp単分子活性の病態変動機構を解明し、それに基づく新たな再構築法が必要である。その準備段階として、P-gp活性に影響を与えうるcaveolin1のリン酸化の定量系を構築する事を目的とした。3 mg/kg LPS投与により炎症モデルマウスを作製し、脳毛細血管を単離してLC-MS/MSを用いてP-gpの絶対発現量を計測した結果、正常時とほぼ同程度であった。これに正常時のP-gp単分子活性と炎症マウスの血漿中・脳内非結合型分率を統合し、薬物速度論的モデルに基づきP-gp基質ベラパミルの脳/血漿中濃度比(Kp値)を再構築し、炎症モデルマウスにおける実測値と比較した結果、再構築値は実測値に比べて有意に小さく、再構築できない事が示された。つまり炎症時のP-gp単分子活性は正常時に比べて小さい事が示唆された。H24年度の解析で、血液脳関門(BBB)のP-gpの単分子輸送活性は病態(炎症・酸化ストレス)条件下において低下することが示され、in vitro実験系からin vivoでの単分子輸送活性を推定するためには、この単分子輸送活性の低下メカニズムを解明することが必須であり、この解明によって本課題の当初の目標を達成できるという見解に至った。H25年度は、最終段階として、このメカニズム解明を行うことを目的とした。あらゆるメカニズムの中から最も重要なものを解明するために、網羅的高感度リン酸化プロテオミクスの手法を用いて、病態(酸化ストレス・炎症)条件下のヒト脳毛細血管内皮細胞におけるリン酸化蛋白質のリン酸化量の変動を網羅的に解析した。その結果、最もリン酸化量の変動が顕著な分子としてcaveolin1を同定した。LC-MS/MSのSRM modeを用いた、caveolin1のリン酸化部位Tyr6, Tyr14, Tyr25及びTyr42に対する高感度定量系を用いて、各リン酸化部位を定量し、単分子輸送活性との関係を解析した結果、炎症酸化ストレス物質の過酸化水素の暴露濃度を変えることで、Tyr14のリン酸化量と単分子輸送活性が良好に相関した(R2 > 0.91)。以上より、P-gpの単分子輸送活性の変動機構を解明した。3年間の本課題を通じて、中枢疾患ではBBBのP-gpの絶対発現量あるいは単分子輸送活性が変動する病態があることを解明し、単分子輸送活性の変動機構としてcaveolin1のTyr14のリン酸化が重要であることを解明し、てんかんをモデルとして、in vitroで計測可能な単離脳毛細血管のP-gpの絶対発現量と単分子輸送活性の統合によって病態時のBBBのP-gpの輸送活性をin vitroから再構築できることを証明し、病態時の薬物脳移行性の予測法をはじめて確立することに成功した。本研究では、P-gp安定発現細胞を用いた経細胞輸送解析とP-gp絶対発現量解析から求めた正常時のP-gpの単分子輸送活性に、てんかんモデルマウスにおける脳毛細血管のP-gp絶対発現量を乗ずることによって、てんかんの脳関門のP-gp輸送活性を再構築できるか否かを解明することを目的とした。成果1.てんかんモデルマウスであるELマウス及びペンチレンテトラゾール(PTZ)誘発てんかんマウスから脳毛細血管を単離し、LC-MS/MSを用いた膜タンパク質絶対定量法によってP-gpの絶対発現量を測定した。正常マウスと比べて、有意に、P-gpのタンパク質発現量の増加が認められた。成果2.マウスP-gp(mdr1a)発現LLC-PK1細胞および親株LLC-PK1細胞のそれぞれの単層膜において、P-gp基質であるverapamilのApical-to-Basal輸送速度に対するBasal-to-

Apical輸送速度の比率を計測し、発現細胞のその比率を親株の比率で除することによってP-gpの輸送活性を求めた。これをP-gpの絶対発現量で除することで、verapamilの輸送に対するP-gpの単分子輸送活性を明らかにした。成果3.上記で解明された、てんかんモデルマウスの脳毛細血管におけるP-gpのタンパク質発現量および単分子輸送活性を統合することによって、脳関門のP-gp輸送活性を再構築した。この再構築された活性に、受動拡散による平衡状態を反映する血漿中と脳内の蛋白質非結合型分率(verapamil)の比率を統合することによって、verapamilの脳内対血漿中濃度比(Kp brain)を再構築した。定速静脈内投与法によって計測されたてんかんモデルマウスにおけるKp brainの実測値とほぼ一致した。従って、てんかんにおける血液脳関門のP-gp輸送活性を再構築できることが実験的に証明された。平成24年度いっぱいで実施予定であった計画が平成24年度の早期に完了した。当初、0.1-1 fmol/ugprotein程度のリン酸化caveolin1を定量可能な測定系の確立を目標としてきたが、HAMMOC法によるリン酸化ペプチド濃縮技術の最適化を行った結果、20 attomole/ug proteinまで検出可能な定量系を実現することができた。これにより、少なくとも0.1%のリン酸化割合まで定量可能な超高感度定量系が実現した。以上の事から、当初の計画以上に進展している。当初、平成23年度いっぱいで実施予定であった「てんかんモデルマウスの血液脳関門のP-gp輸送活性の再構築」の計画が、平成23年度の早期に完了し、平成23年9月にトルコのイスタンブールにおいて開催された国際学会「14th Symposium on Signal Transduction in the Blood Brain Barrier」でその成果を発表することができた。以上のことから、当初の計画以上に進展している。基本的に、交付申請書に記載したとおりに推進する予定である。平成25年度は、リン酸化Caveolin1によるP-gpの単分子活性変動機構に基づいて、病態(炎症)モデルマウスにおける脳関門P-gp輸送活性を再構築できるか否かを解明する。In vitro脳毛細血管モデル細胞に病態関連物質を暴露させ、輸送解析と発現量解析を実施し、P-gp発現量で除した見かけの基質排出輸送速度を求め、これが病態関連物質の暴露によって変化することを確認する。これと同じ病態条件下において、caveolin1のTyr6, Tyr14, Tyr25, Tyr42の中からリン酸化量の変動するリン酸化部位を同定し、単分子輸送活性に影響を与えるリン酸化部位として同定する。同定されたリン酸化部位について、P-gp発現量で除した見かけの排出輸送速度とリン酸化量の相関関係を明らかにする。得られた相関関係に、正常および病態モデルマウスにおける脳毛細血管のリン酸化量を照らして、病態モデルマウスにおける単分子輸送活性の低下率を算出する。平成23年度の研究で得られている正常時P-gpの単分子輸送活性にこの低下率を乗ずることによって、病態(炎症)時の脳関門のP-gp単分子輸送活性を得る。
泥炭形成植物の温暖化ガス固定機能の評価とその屋上緑化への利用

未分解の有機物が堆積して形成される泥炭地は、炭素や窒素のシンクとしての機能を有し、二酸化炭素・メタン・亜酸化窒素などの温室効果ガスの捕捉系として重要な機能を果たしている。本研究では、現存の湿地の保全による温暖化ガスの放散抑制、および破壊された泥炭地の復元と新たな泥炭地の創成による温暖化ガスの封じ込めの可能性についての基礎的研究を行った。昨年度は、泥炭形成植物を利用した圃場実験を行い、植物群集の遷移プロセスについて検討した。この結果を受け、本年度は、代表的な泥炭形成植物であるミズゴケを屋上緑化に用いる場合の問題点の抽出を行うとともに、ミズゴケの光合成活性を測定し、ミズゴケ群集の一次生産速度評価のモデル化を行い、ミズゴケを屋上緑化に用いた際に期待される大気中炭素固定速度を評価することを目的とした研究を行った。ミズゴケの光合成活性は、定温条件化で、チャンバー内を通過する空気中の二酸化炭素濃度変化から測定した。環境因子として光量子密度と二酸化炭素濃度を変動させて、光合成速度に及ぼす影響をモデル化し、これを用いてミズゴケ群集の一次生産速度を評価することを当初の目的としたが、この測定の際、測定時間を3時間以上に長期化すると、測定値が著しくばらつく現象が観測された。そこで、光合成機能の日変動を評価する目的で、イボミズゴケ、およびチャミズゴケの2種のミズゴケについて一定の光量子密度、二酸化炭素濃度条件下で光合成速度の日変動を調べた結果、2種共に光合成活性の概日リズムが観測された。コケ植物の光合成活性の個体レベルでの概日リズムの報告はこれまでなされておらず、画期的な発見である。今後は、光合成活性の概日リズムを含めた一次生産速度評価のモデル化を行うとともに、コケ植物の概日リズムに関するデータの蓄積を行う予定である。未分解の有機物が堆積して形成される泥炭地は、炭素や窒素のシンクとしての機能を有し、近年大きな問題となっている二酸化炭素・メタン・亜酸化窒素などの温暖化ガスの捕捉系として重要な機能を果たしている。世界的に見ると、泥炭地の分布は亜寒帯と熱帯に集中しているが、その面積は広大で、地球規模での環境変動に大きく寄与すると考えられている。本研究では、現存の湿地の保全による温暖化ガスの放散抑制、および破壊された泥炭地の復元と新たな泥炭地の創成による温暖化ガスの封じ込めの可能性についての予備的調査を行った。まず、泥炭形成植物を利用した圃場実験を行い、植物群集の遷移プロセスについて検討した。泥炭形成植物を、プラスチック容器の中で、栄養塩溶液のみを用いて育成した実験の結果、北海道根室地域、および新潟県桝潟周辺から採取したミズゴケ及びハイゴケ群集から、いずれもイグサ属植物の優占する群集に遷移し、安定した植物群集が形成された。このことから、屋上緑化などの目的のためには、イグサ属植物群集の利用の可能性が示唆された。次に、泥炭形成植物の炭素固定速度と放出速度を水分環境・気象条件との関連で解析する目的で、光合成測定装置を組み立て、イグサ属植物、ミズゴケ類、ハイゴケ類、およびイシクラゲ(ラン藻)の大気炭素固定速度を、光、温度、土壌化学性などの環境との対応から評価するための測定を開始した。この測定は、現在進行中であり、17年度に継続して実施する。
青年期の親子関係における個性化過程とアイデンティティ形成に関する研究

1.研究I青年期におけるアイデンティティ探求の様相について、直面している課題とそれに対する対処行動の視点から検討を行った。対象は中学3年生から大学生までで合計5回にわたる縦断調査を行った。その結果、以下の5点が明らかになった。(1)課題に直面する時期:アイデンティティ形成に関連した課題に直面する時期は内容領域によっても異なるが、学年差や性差以上に個人差も認められる。(2)直面している課題の内容:直面している課題の内容は単一の内容領域で示される場合と複数の内容領域が複雑に絡み合う場合とがある。特に後者については、個人にとっての独自の意味構造が内容領域の関連構造を規定している。(3)直面している課題の時間的変化:課題は一貫性をもっている場合と変動性があり多様化していく場合とがある。ここでも課題のもつ個人的な意味構造が問われている。(4)対処行動の内容:課題解決のための対処は、「自分で情報を収集し課題解決の方法を考える」行動と「他者の援助を受けようとする」行動、「課題解決ができず解決を延期する」行動に分類される。これらは単一に利用される場合と複数が同時に利用される場合とがある。このような対処行動のスタイルは他者に対する開放性と閉鎖性、独立性と依存性などのパーソナリティ特性との関連が強い。(5)対処行動の変化:対処行動は課題の内容や困難度によっても規定されるが、自我の適応的な力の表れとして自我防衛的行動から適応的行動へ移行する変化が認められた。2.研究II青年期の親子関係における個性化過程について研究Iで調査対象となった大学生とその両親5組とその他の大学生の親子25組を対象として個性化概念測定のための家族相互作用課題を実施中である。前者の5組については個性化とアイデンティティ探求との関連が分析される予定。
抗ウイルス性イムノバイオティクスの飼料・食品免疫学的利用性に関する研究

【研究の目的】近年、乳酸菌やビフィズス菌に代表されるプロバイオティクスの中でも腸管免疫調節機能性を発揮するイムノバイオティクスが注目され、飼料・食品における発展的利用性が期待されている。そこで、本研究では、家畜腸管上皮細胞におけるイムノバイオティクスやイムノジェニクス(イムノバイティクス由来の活性因子)の腸管免疫調節機構解明と抗ウイルス感染免疫選抜・評価システムを基礎として、抗ウイルス免疫調節性イムノバイオティクスを選抜・評価し、飼料・食品免疫学的利用性を追究することを目的とする。本年度は、ブタ腸管上皮(PIE)におけるロタウイルス感染系を用いて、イムノバイオティクスおよびイムノジェニクスの効果について評価し、RNA感染モデル系において、抗感染免疫調節機構について検討した。【研究成果】1.PIE細胞のロタウイルス感染系における評価:PIE細胞をイムノバイオティクスあるいはイムノジェニクスで前刺激後、A群ロタウイルス株を暴露させ、ウイルス感染・増殖性について、間接蛍光抗体法により解析したところ、ロタウイルス感染・増殖性の抑制が認められた。2.PIE細胞のdsRNA感染モデルにおける抗感染免疫評価:PIE細胞をイムノバイオティクスあるいはイムノジェニクスで前刺激後、Poly(I:C)で刺激後、抗ウイルス性サイトカインおよび炎症性サイトカインの遺伝子発現を測定したところ、I型IFNの発現増強と炎症性サイトカインの発現抑制が認められた。さらに、それらは細胞内シグナル因子の調節に関連することが示唆された。以上の研究により、抗ウイルス免疫調節性イムノバイオティクスやイムノジェニクスの選抜・評価が可能となり、飼料・食品免疫学的利用性が飛躍的に進むものと期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。【研究の目的】近年、乳酸菌やビフィズス菌に代表されるプロバイオティクスの中でも腸管免疫調節機能性を発揮するイムノバイオティクスが注目され、国内外において飼料・食品への発展的利用性が期待されている。本研究は、ブタ腸管上皮細胞におけるイムノバイオティクスの腸管免疫調節機構解明と抗ウイルス感染免疫選抜・評価システムを基礎として、抗ウイルス免疫調節性イムノバイオティクスの選抜・評価を行い、飼料・食品免疫学的利用性を追究することを目的とする。本年度は、ブタ腸管上皮(PIE)細胞およびブタ腸管由来免疫担当細胞における抗ウイルス関連の免疫調節性を指標としてイムノバイオティック素材について選抜・評価を行った。さらに、ウシ腸管(BIE)上皮細胞における検討も着手した。【研究成果】1. PIE細胞における抗ウイルス性イムノバイオティック素材の選抜PIE細胞における合成二本鎖RNAの刺激系により、乳酸菌およびビフィズス菌ライブラリーから、抗ウイルス性イムノバイオティック素材の候補菌株を選抜することができた。2.ブタ腸管免疫担当細胞における抗ウイルス性免疫調節評価ブタ腸管パイエル板由来の免疫担当細胞を候補菌株で刺激し、抗ウイルス性サイトカインおよび炎症・抗炎症性サイトカインの発現を指標として、菌株の免疫刺激特性を評価することができた。3. BIE細胞における検討BIE細胞において、PIE細胞と同様の評価を行うための条件設定をすることができた。本研究により、腸管上皮と免疫担当細胞におけるモデル系でイムノバイオティック素材の効果を評価できたことから、次年度以降の発展的評価と機構解明の基礎が得られた。そこで、本研究では、家畜腸管上皮細胞におけるイムノバイオティクスやイムノジェニクス(イムノバイティクス由来の活性因子)の腸管免疫調節機構解明と抗ウイルス感染免疫選抜・評価システムを基礎として、抗ウイルス免疫調節性イムノバイオティクスの選抜・評価し、飼料・食品免疫学的利用性を追究することを目的とする。本年度は、ブタ腸管上皮(PIE)およびウシ腸管上皮(BIE)細胞におけるロタウイルス感染性について検討し、新たなイムノバイオティック評価系構築の基礎を築いた。さらに本評価系の構築を手掛けながら、昨年度選抜したイムノバイオティクス候補菌株についてウイルス感染に対する効果の検討を開始した。【研究成果】(1) PIE細胞およびBIE細胞におけるロタウイルス感染性: PIE細胞およびBIE細胞にA群ロタウイルス株を暴露させ、2段階時間におけるウイルス感染・増殖性について、間接蛍光抗体法により解析したところ、ロタウイルス感染性が認められその力価を算出し評価することができた。(2)PIE細胞およびBIE細胞におけるイムノバイオティクスのロタウイルス感染に対する効果の評価:実験(1)により、評価系に最適なロタウイルス株とその感染力価および感染時間を設定することができた。次いで、PIEおよびBIE細胞を昨年度選抜したイムノバイオティクス候補菌で前刺激後、ロタウイルスを感染させ、ウイルスの感染・増殖性について解析したところ、阻害活性が認められた。

本年度は、ブタ腸管上皮(PIE)におけるロタウイルス感染系を用いて、イムノバイオティクスおよびイムノジェニクスの効果について評価し、RNA感染モデル系において、抗感染免疫調節機構について検討した。【研究成果】1.PIE細胞のロタウイルス感染系における評価:PIE細胞をイムノバイオティクスあるいはイムノジェニクスで前刺激後、A群ロタウイルス株を暴露させ、ウイルス感染・増殖性について、間接蛍光抗体法により解析したところ、ロタウイルス感染・増殖性の抑制が認められた。2.PIE細胞のdsRNA感染モデルにおける抗感染免疫評価:PIE細胞をイムノバイオティクスあるいはイムノジェニクスで前刺激後、Poly(I:C)で刺激後、抗ウイルス性サイトカインおよび炎症性サイトカインの遺伝子発現を測定したところ、I型IFNの発現増強と炎症性サイトカインの発現抑制が認められた。さらに、それらは細胞内シグナル因子の調節に関連することが示唆された。以上の研究により、抗ウイルス免疫調節性イムノバイオティクスやイムノジェニクスの選抜・評価が可能となり、飼料・食品免疫学的利用性が飛躍的に進むものと期待される。家畜腸管上皮細胞を用いて、ロタウイルスを用いた発展的評価が可能となった。特にウシ腸管上皮細胞においては、世界で初めての事例となり大変有意義な成果が得られた。また、本年度新たに原著論文を公表することができ、新たな成果についても原著論文作成が進んでおり、予想以上に研究が進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。イムノバイオティクスやイムノジェニクスの、家畜腸管上皮細胞におけるウイルス感染に対する免疫調節性についてさらに評価し、抗ウイルス性免疫調節機構について詳細解析を行う。家畜腸管上皮細胞を用いて、イムノバイオティック素材の抗ウイルスに関わる免疫調節機能性について評価することができ、今後の機構解明とウイルスを用いた発展的評価に繋がり有意義な成果が得られた。また、その研究成果の一部について既に原著論文として公表するに至っている。イムノバイオティック素材のウイルスを用いた感染および免疫調節性について、ブタおよびウシ腸管上皮細胞を用いて評価すると共に、抗ウイルス免疫調節機構について解析を行う。
ミニブタ受精卵に対する微小ガラス針刺入抵抗計測に関する基礎的検討

マイクロインジェクション法の効率化と自動化のため,マイクロピペットに超音波振動子を装着することによって受精卵細胞膜の刺入抵抗が計測できないか検討してきた。平成9,10年度の研究にて刺入抵抗計測が可能であることが分かったが、再現性が悪かった。その主因は振動子とマイクロピペットの接合法にあった。接着剤による接合のため,両者を一直線に接合できないことや,系の位相にズレを生じるなどが再現性の悪い原因であった。しかし,超音波振動させつつマイクロピペットを刺入すれば,通常の方法より容易に卵細胞膜を貫通できるという成果が得られた。すなわち,刺入時の卵細胞陥凹率は通常の場合で40%であるのに対して,振動時の陥凹率は11%であった。(P<0.0001)。また接着剤による接合には,高価な振動子の使い捨て,複雑な較正の繰り返し,発信装置の交換などが必要となるので,実験を数多く重ねる障害となっていた。平成11年度は試行錯誤の結果,接合不要の中空振動子を試作した。振動子内部にマイクロピペット用ガラス管を通すだけで計測でき,ガラス管のみ交換すれば振動子は繰り返し使用できる。この振動子の性能を現在評価中であるが,振動子とマイクロピペットとの密着度が重要な鍵となる。密着度が不十分であれば刺入抵抗が計測できなくなる。きつすぎればマイクロピペットを通す際に振動子を破損する可能性がある。市販のガラス管はミクロンオーダーで径が異なるため,この試作振動子に対して20-30本中1本程度しか使用に耐えるものが見つからないといった現実的な問題もあり,さらなる改良が必要である。本研究はハード面でいろいろ問題があったため,思うような成果が得られなかった。しかし,この問題もやっと見通しがつき,現在いくつかの成果が得られるようになってきている。今後多くの成果が発表できるものと思われる。本研究では,ヒトへの臓器提供動物として最適と考えられているミニブタの遺伝子組換え技術の改良,効率化をめざしている。ミニブタの遺伝子組換えは未だに成功していない。その一因として,専門の熟練技術者を必要とするマイクロインジェクション法に依らざるを得ない点がある。その結果,操作できる受精卵の数は多くなく,組換えDNA溶液の注入量にもバラツキが生じる。そこで,受精卵細胞膜および前核膜を貫通する際の微小ガラス針刺入抵抗が計測できれば,さほどの熟練者でなくとも注入DNA量を制御しつつマイクロインジェクション法を行うことができ,本法の効率化につながると考えられる。本研究目的は,触覚センサ(共振周波数測定センサ:接触した物体の硬さに比例して共振周波数が変化する現象を利用したセンサ)を用いて,細胞膜の刺入抵抗が計測できるかどうか検討することである。本年度はマイクロインジェクション用ガラス針に接続可能な触覚センサを開発した。これを先端径約7μmのガラス針に接着し,ウシの未受精卵を用いて細胞膜刺入の際の共振周波数を測定した。細胞膜刺入操作に対応して急激な共振周波数の変化が認められた。この例の共振周波数の変化は約27Hzであり,細胞膜刺入抵抗計測が可能と考えられた。本法の目的は,組換えDNA注入用のマイクロインジェクション法の効率化および自動化であるが,針先が7μm程度のガラス針で充分な大きさの共振周波数変化が捉えられたので,核移植の際の刺入抵抗計測も可能と考えられ,核移植の効率化および自動化にも寄与するものと思われる。

来年度は,針先が1-2μm程度のガラス針を用いて卵細胞膜刺入時の共振周波数を測定し,1)刺入抵抗として認識できるかどうか,2)受精卵と未受精卵で刺入抵抗に差があるかどうか,3)前核膜貫通時に共振周波数の変化が捉えられるかどうか,検討する。組換え遺伝子導入法の一つにマイクロインジェクション法がある.これは,専門の熟練技術者を必要とし,効率も悪い欠点がある.本研究目的は,触覚センサ(接触した物体の硬さに比例して共振周波数が変化する現象を利用したセンサ)を用いて,細胞膜の刺入抵抗が計測できるかどうか検討することである.これが可能ならばマイクロインジエクション法の効率化につながる.昨年度はマイクロインジェクション用マイクロピペットに接続可能な触覚センサを開発した.本年度は,針先が1-2μm程度のマイクロピペットを基本周波数70kHzの振動子にアロンアルファで接着したものを用いて,マウス受精卵刺入時の共振周波数変化を測定した.結果1)刺入抵抗が共振周波数の変化として捉えるれる場合と捉えられない場合があった.この再現性の悪さは,マイクロピペットと振動子の接着法に起因すると考えられた.両者の軸を同一線上に接着することが難しい点.また,ほぼ正しく接続できたとしても接着剤であるアロンアルファが,毛細管現象によってマイクロピペットの内腔を閉塞する難点もあった.この場合,振動系の重心が変化するため,ピペット先端が横振れし,計測を困難にすると考えられた.以上,現在のところ,計測可能な場合でも,透明帯および細胞膜刺入時のみであり,前核膜刺入時の抵抗は共振周波数変化として捉えられていない.現在,マイクロピペットと振動子を確実に接続できるように改良を加えている.2)一般にマイクロピペットを卵細胞に刺入する際,刺入部位がある程度陥凹する.この陥凹率(凹みの最大深さ/細胞直径*100)をビデオ画像から求め,振動子付きマイクロピペットを振動させた場合とさせない場合で比較検討した.振動させない場合(通常の方法)の陥凹率は30-50%であるのに対して,振動させた場合(本法)は10-20%と,通常のマイクロインジェクション法よりも容易に,抵抗少なく透明帯と細胞膜を貫通させることが分かった.この結果から,本法のもう一つの利点が示唆された.マイクロインジェクション法の効率化と自動化のため,マイクロピペットに超音波振動子を装着することによって受精卵細胞膜の刺入抵抗が計測できないか検討している.最大の問題点は再現性の悪さである.その主因は振動子とマイクロピペットの接合法にある.両者をアロンアルファで接着しているため,系全体の共振周波数や位相に微妙なズレを生じ,刺入抵抗を再現性良く捉えることができなかった.また,両者を一直線に接合することが難しく,ピペット先端の横ぶれを生じ,刺入抵抗を正しく計測できないこともあった.その他の問題点として,刺入操作の繰り返しによってマイクロピペットを交換しなければならなくなると,振動子も同時に交換しなければならなかった.これはコストが嵩むばかりでなく,複雑な較正(周波数と位相調整)をやり直さなければならず,また発振装置の交換が必要になる場合もあり,実験を数多く重ねるのに障害となっている.
介護者の代わりに電動車いすを安全に誘導する先導ロボットシステムの開発

高齢化社会の到来に伴い,安全で使いやすい電動車いすの研究が進められているが,これまでは車いす単体の高機能化に関する研究が主流であった。しかし,車いす単体を高機能化しても,廊下の曲がり角などでセンサの死角が生じる場合があり,介護者なしでは十分な安全性が確保できない場面が存在する。本研究では,このような場面に対して,介護者の代わりに,車いすを先導して移動先の障害物をいち早く検知し安全な経路へ誘導する先導ロボットおよびそれを用いた新しい電動車いすユーザ支援システムを開発する。
大規模集積回路の大域的求解法の開発とその応用・実用化に関する研究

本研究では,効率的で実用的な大規模集積回路の大域的求解法の開発とその応用・実用化を目的として,以下のような研究を行った。1.LSI設計における大きなボトルネックとして世界中の設計者を悩ませていた非収束問題に対し,可変利得ニュートンホモトピー法などの非常に効率的なホモトピー法を開発し,更にこれらの方法をSPICEに簡単に実装する方法を提案し,IEEE Transactions on Circuits and System等の国際誌で発表した。2.LSI設計における重要な未解決問題として知られる「大規模非線形回路のすべての解を求める問題」に対し,非常に効率的で実用的なアルゴリズムを開発し,大規模非線形回路の全解探索を世界で初めて実用時間内で行うことに成功した。この研究はBIT-Numerical MathematicsやInternational Journal of Circuit Theory and Applications等の国際誌で発表した。なおこの研究により国際会議IEEE ICCCAS2007で最優秀論文賞を受賞し,また15th IEEE NDES等で招待講演を行った。3.オリジナルの方法論であるSPICE指向型解析法に関する研究を幅広く行い,SPICEに簡単に実装できる様々な回路解析法を開発し,それによりSPICEの機能を大幅に拡張した。この研究についてはIEEE NCN2007,電子情報通信学会,OR学会等で招待講演を行った。4.集合値写像の概念を用いた非線形回路の新しい感度解析法を開発し,Journal of Circuits,Systems,and Computers等の国際誌で発表した。本年度は、より効率的でより実用的な大規模集積回路の大域的求解法の開発とその応用・実用化を目的として、以下のような研究を行った。1.LSI設計における大きなボトルネックとして世界中の設計者を悩ませていた「非収束問題」に対し、非常に効率的かつ実用的な方法である可変利得ニュートンホモトピー法を提案し、その大域的収束性を証明した。またその成果を権威ある国際会議であるASP-DAC、IEEE ISCAS等で発表し、大きな反響を得た。2.LSI設計における重要な未解決問題として知られている「非線形回路のすべての解を求める実用的なアルゴリズムの開発」に対し、双対単体法を用いた非常に効率的なアルゴリズムを提案し、線形領域数10000^<4000>という超大規模問題の全解探索を世界で初めて実用時間内で行うことに成功した。またその成果を国際論文誌JCSCに投稿し、採録となったほか、多くの論文をIEICE Trans.Fundamentals等で発表した。3.「式を回路で記述する」という逆転的発想に基づく方法論であるSPICE指向型数値解析法に関する研究を行い、IEEE ISCASやIEICE Trans.Fundamentalsなどで発表した。この研究は広い分野で多くの注目を集め、電子情報通信学会や日本オペレーションズ・リサーチ学会で招待講演やチュートリアル講演を行うと共に、電子情報通信学会からの依頼で一般会員向けの解説講座を執筆し、同会誌2005年12月号に掲載された。また海外からも多くの情報提供や論文送付の依頼を受けた。1.LSI設計における大きなボトルネックとして世界中の設計者を悩ませていた非収束問題に対し、非常に効率的な方法である可変利得ホモトピー法を誰でも簡単にSPICE上に実装する方法を提案した。この論文は既にIEEE Transactions on Circuits and Systemsに採録となっている。2.LSI設計における重要な未解決問題として知られている「非線形回路のすべての解を求める実用的なアルゴリズムの開発」に対し、双対単体法を用いた非常に効率的なアルゴリズムを提案し、線形領域数10000^{4000}という超大規模問題の全解探索を世界で初めて実用時間内で行うことに成功した。またその成果を国際誌Joumal of Circuits, ystems, and Computersで発表したほか、国際会議でも招待講演を行った。3.感度分析のアイデアを用いて前述の方法を大幅に発展させ、より一般的な非線形方程式の全解探索法として確立した。