hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光・イオン融合イメージセンサ技術によるマルチモーダルバイオチップの実現

CMOS集積回路技術により,同じ画素で異なる物理量(イオン濃度,蛍光:特定波長情報,光量)を混載なしに取得できるイメージセンサ構造を提案し,実際にそれらの動画像を取得する融合イメージセンサを実現できた.全く同じ画素で,イオン濃度,蛍光,光量を検出できる特徴があるため,各現象の因果関係を同定することを可能である.このようなバイオイメージセンサは世界に類がなく,新たな科学の発展に寄与できるCMOS集積回路技術により,同じ画素で異なる物理量(イオン濃度,蛍光:特定波長情報,光量)を混載なしに取得できるイメージセンサ構造を提案し,実際にそれらの動画像を取得する融合イメージセンサを実現できた.全く同じ画素で,イオン濃度,蛍光,光量を検出できる特徴があるため,各現象の因果関係を同定することを可能である.このようなバイオイメージセンサは世界に類がなく,新たな科学の発展に寄与できる同一センサで,光画像・蛍光画像・イオン画像を同時測定できる世界に類をみないマルチモーダルセンサを実現し,このセンサをCMOS/CCD技術によりそれらの情報を画像化できるバイオイメージセンサを製作する.さらにこのバイオイメージセンサに生体,細胞などを直接,密着または培養させることにより,それらの情報をリアルタイムに観察できるシステムを製作することを目標としている.従来蛍光画像は蛍光顕微鏡を用いて,様々なラベルを用いながら生体観察を行ってきた.フィルタを使わないことで,従来の蛍光顕微鏡においては,光学フィルタを交換することでしか撮影できなかった多重染色した蛍光画像を,本イメージセンサを利用してリアルタイム観察が出来る可能性を示し,多重染色した蛍光動画像を取得できる見通しが立ち,従来の手法で不可能であったことが,LSI技術とバイオ化学の融合により可能にとなる.本年度は蛍光画像と水素イオンを同時に取得する単体のマルチモーダルセンサの試作を行い,その同時取得できることを明らかにすることができた.水素イオンセンサとしての感度も理論値通り,また光センサとしても40dBのダイナミックレンジを確認した.蛍光と励起光の分解は1:50程度であり,バイオ分析として用いるにはまだ不足がある.今後デバイスの構造をさらに最適化しダイナミックレンジの拡大を図り,バイオ応用を試みる.またイオン信号に対する光の影響などの原理的にはないと考えてきたが,微少な影響が見えてきたので来年度その影響を除去するシステムを検討する.同一センサで,光画像・蛍光画像・イオン画像を同時測定できる世界に類をみないマルチモーダルセンサを実現し,このセンサをCMOS/CCD技術によりそれらの情報を画像化できるバイオイメージセンサを製作する.さらにこのバイオイメージセンサに生体,細胞などを直接,密着または培養させることにより,それらの情報をリアルタイムに観察できるシステムを製作することを目標としている.従来蛍光画像は蛍光顕微鏡を用いて,様々なラベルを用いながら生体観察を行ってきた.フィルタを使わないことで,従来の蛍光顕微鏡においては,光学フィルタを交換することでしか撮影できなかった多重染色した蛍光画像を,本イメージセンサを利用してリアルタイム観察が出来る可能性を示し,多重染色した蛍光動画像を取得できる見通し得ることを目的とする.LSI技術とバイオの融合したこの新規デバイスにより,従来の手法で不可能であったことが,可能にとなる.本年度は蛍光画像と水素イオンを同時に取得する単体のマルチモーダルイメージセンサの試作を豊橋技術科学大学LSI工場により行なった.またそのチップからの画像信号と,フィルレス分光機能を有する読み出しシステムを構築した.試作を行ったイメージセンサにより,水素イオン画像,470nm波長画像,540nm波長画像を同時に取得することに成功した.また昨年度課題が見つかったイオン信号に対する光の影響の問題も解決できた.同一センサで,光画像・蛍光画像・イオン画像を同時測定できる世界に類をみないマルチモーダルセンサを実現し,このセンサをCMOS/CCD技術によりそれらの情報を画像化できるバイオイメージセンサを製作する.さらにこのバイオイメージセンサに生体,細胞などを直接,密着または培養させることにより,それらの情報をリアルタイムに観察できるシステムを製作することを目標としている.従来蛍光画像は蛍光顕微鏡を用いて,様々なラベルを用いながら生体観察を行ってきた.フィルタを使わないことで,従来の蛍光顕微鏡においては,光学フィルタを交換することでしか撮影できなかった多重染色した蛍光画像を,本イメージセンサを利用してリブルタイム観察が出来る可能性を示し,多重染色した蛍光動画像を取得できる見通し得ることを目的とする.LSI技術とバイオの融合したこの新規デバイスにより,従来の手法で不可能であったことが,可能にとなる.平成22年度は蛍光画像と水素イオンを同時に取得する単体のマルチモーダルイメージセンサの試作を豊橋技術科学大学LSI工場により行ない,そのチップにより,水素イオン信号(pH)と470nm波長,540nm波長を同時に取得することに成功した.平成23年度は,32×32画素の光・蛍光・イオン画像を同時に取得することができるフィルタレス蛍光イオシイメージセンサを製作した.さらにそれらの画像を同時にPC上にリアルタイムにできるソフトウェアも製作した.そのセンサチップと,読み出しシステムを利用して,リアルタイムで蛍光とイオンを同時に動画像を得ることができた.
氷の高圧相のレオロジーと氷衛星のテクトニクス

氷衛星などの天体の内部構造とテクトニクスについては不明な点が多い。氷天体の原材料物質は、水、メタン、アンモニアなどの化合物である。一方、原始的な隕石中にはケロージェン様の有機物が存在する。これらの有機物も氷天体の構成物質として無視できない。この研究ではダイヤモンドアンビル高圧装置に外熱用の白金のコイルヒーターを組み付け,高圧のもとで約700°Cまでの高温を発生し、この装置をX線回折装置に取り付け,高温高圧X線その場観察実験が可能になった.また、このダイヤモンドアンビル高圧装置と顕微ラマン分光装置、赤外分光装置を組み合わせて、高圧下におけるラマン分光や赤外分光の測定を可能にした。このシステムを用いて、氷天体の内部の流動性を議論するために、氷のVIの高圧下での粒成長速度が測定され,その圧力依存性を調を明らかにした。また、氷天体内部を構成する可能性のある物質を含む系であるFe-H2O系、また原始的な隕石中の有機物に類似したケロージェンの高温高圧下での相転移と反応関係を実験的に明らかにした。これらの実験の結果.35GPaの圧力で700C以上で金属鉄と水が反応して,FeOとFeHが生ずることが明かになった.また、この反応は5GPa以下の低圧では生じない。この反応は現在のプレート内部とともに,初期地球や始源的な小天体内部の温度圧力条件で生じることが明らかになった。この反応によって、氷天体のコアを作る金属鉄には水素が固溶している可能性があることが明らかになった。また、始源的隕石中の有機物のモデルとしてのケロージェンは常温で少なくとも9GPaまでは安定であり、1.5GPaで250°Cで分解することが明らかになった。したがって、タイタンのような氷衛星内部ではKerogen様の有機物は安定に存在し得る。今年度においては,ダイヤモンドアンビル高圧装置に外熱用の白金のコイルヒーターを組み付け,100GPaまでの条件で約700Cまでの高温を発生することが可能になった.この装置をX線回折装置に取り付け,高温高圧X線その場観察実験が可能になった.この装置を用いて,Fe-H2O系の高温高圧相関係を解明した.その結果,35GPaの圧力で700C以上で金属鉄と水が反応して,FeOとFeHが生ずることが明になった.この反応は現在のプレート内部とともに,初期地球や始源的な小天体内部の温度圧力条件で生じることが明らかになり,これらの天体内部でも重要な役割をしているものと推定される.今後さらに温度圧力範囲を広げた実験を計画している.さらに,氷のVIの高圧下での粒成長速度が測定され,その圧力依存性を調を明らかにすることができた.今後粒成長速度から流動則を推定する計画である。
X線自由電子レーザーによるGタンパク質共役型受容体の活性化機構の解明

様々な病態と深く関与するGタンパク質共役型受容体(GPCR)は、重要な創薬ターゲットであり、活性化機構の解明が非常に期待されている。GPCRが活性化状態に至る動的過程を捉えた構造の情報が得られると、シグナル伝達の強弱を望みのままに制御することが可能な部分アゴニスト、部分アンタゴニストの開発に貢献できる。そこで、本課題では、GPCRの不活性化から活性化状態に至る詳細な構造情報取得を目指す。ターゲットは、GPCRの一種である視覚ロドプシンとし、動的構造解析はX線自由電子レーザー(XFEL)による時分割結晶構造解析法を用いる。視覚ロドプシンの機構解明は,視覚のメカニズム解明に貢献し,更にGPCR全般の活性化機構の解明にも寄与すると期待される。X線自由電子レーザーは、今世紀に入ってから実用化された新たな放射光源であり、超高輝度、超極短パルスなどの特性を有する。XFELによる時分割結晶構造解析は、動的構造情報を原子レベル且つ高い時間分解能で得る現在唯一の手段である。しかしながら、XFELの非常に強いフェムト秒パルスレーザーという特性により、従来の回折実験方法や解析手法はそのまま適用することはできず、測定技術の開発が必須である。我々はXFELを用いた時分割結晶構造解析の技術開発により、光感受性膜タンパク質であるバクテリオロドプシンなどが、構造変化する様子を捉えることに成功してきたが(Nango, E. et al, Science 2016など)、より微弱な光で崩壊する視覚ロドプシンにおいては、新たな装置や技術開発が必要である。そこで当該年度では、XFELによる回折実験装置の開発とXFELでの測定に適したロドプシンの発現、精製、結晶化検討を行った。X線自由電子レーザー(XFEL)による結晶回折測定方法として、シリアルフェムト秒結晶構造解析が知られている。この方法では、結晶を高粘度媒体などに懸濁し、100ミクロン程度の細いストリームとして低流速で流し、X線自由電子レーザー(XFEL)による回折像取得を行っている。光で反応するタンパク質の反応に伴う動的構造の追跡には、可視光レーザーを結晶に照射して反応を開始させ、続いてXFELの照射を行う。結晶を輸送する装置やその技術は様々に開発されてきたが、現在主に使われている高粘度媒体による連続的な結晶輸送方法は、可視光レーザーによる光散乱の影響があるため、僅かな光でも反応する視覚ロドプシンには適していない。そこで、試料を液滴として「少量ずつ分離」し、ベルトコンベアで輸送して測定する不連続型結晶輸送装置の開発を行った。実際に開発した装置はXFEL施設SACLAにて、モデルタンパク質数種の微結晶を用いて回折実験を行った。その結果、構造解析に十分な回折像を得ることに成功した。また、XFELによる構造解析を行うのに十分な量・質の結晶作成を目指して、ロドプシンの発現及び精製を行い、数種の高等生物由来ロドプシンを安定的に得ることに成功した。また、ロドプシンは、暗室下で精製、結晶化、測定を行う必要があるため、暗室下で実験を行うための環境整備を行った。不連続型結晶輸送装置については、基本的な測定基盤は構築できたが必要測定試料量が多いことや、液滴中の結晶に1.5 umサイズのXFELビームが当たる率が低いため、実験効率を上げるための改善を行っていく。また、可視光レーザーを本装置に組み込み、反応開始に伴う構造変化を捉えるための装置開発検討も行う。開発した装置については、今年度中に実際にSACLAで実験を行う予定である。また、高等生物由来ロドプシンの結晶化については、精製と安定的単離に成功したので、次に結晶化の検討を行う。高い空間分解能で構造情報を得るために、従来行われてきた蒸気拡散法による結晶化だけでなく、脂質を用いた結晶化方法であるLipidic cubic phase法なども検討する。

そこで当該年度では、XFELによる回折実験装置の開発とXFELでの測定に適したロドプシンの発現、精製、結晶化検討を行った。X線自由電子レーザー(XFEL)による結晶回折測定方法として、シリアルフェムト秒結晶構造解析が知られている。この方法では、結晶を高粘度媒体などに懸濁し、100ミクロン程度の細いストリームとして低流速で流し、X線自由電子レーザー(XFEL)による回折像取得を行っている。光で反応するタンパク質の反応に伴う動的構造の追跡には、可視光レーザーを結晶に照射して反応を開始させ、続いてXFELの照射を行う。結晶を輸送する装置やその技術は様々に開発されてきたが、現在主に使われている高粘度媒体による連続的な結晶輸送方法は、可視光レーザーによる光散乱の影響があるため、僅かな光でも反応する視覚ロドプシンには適していない。そこで、試料を液滴として「少量ずつ分離」し、ベルトコンベアで輸送して測定する不連続型結晶輸送装置の開発を行った。実際に開発した装置はXFEL施設SACLAにて、モデルタンパク質数種の微結晶を用いて回折実験を行った。その結果、構造解析に十分な回折像を得ることに成功した。また、XFELによる構造解析を行うのに十分な量・質の結晶作成を目指して、ロドプシンの発現及び精製を行い、数種の高等生物由来ロドプシンを安定的に得ることに成功した。また、ロドプシンは、暗室下で精製、結晶化、測定を行う必要があるため、暗室下で実験を行うための環境整備を行った。不連続型結晶輸送装置については、基本的な測定基盤は構築できたが必要測定試料量が多いことや、液滴中の結晶に1.5 umサイズのXFELビームが当たる率が低いため、実験効率を上げるための改善を行っていく。また、可視光レーザーを本装置に組み込み、反応開始に伴う構造変化を捉えるための装置開発検討も行う。開発した装置については、今年度中に実際にSACLAで実験を行う予定である。また、高等生物由来ロドプシンの結晶化については、精製と安定的単離に成功したので、次に結晶化の検討を行う。高い空間分解能で構造情報を得るために、従来行われてきた蒸気拡散法による結晶化だけでなく、脂質を用いた結晶化方法であるLipidic cubic phase法なども検討する。
熱アシストプラズマ処理によるフッ素樹脂の接着剤レス強力接合

熱アシストプラズマ処理したフッ素樹脂は未加硫のブチルゴムとは強力に接着するが、未加硫の天然ゴムとは全く接着しなかった。この要因を調査するため、ゴム配合剤の成分を変更し、数種類の未加硫ゴムを調合して、熱アシストプラズマ処理したフッ素樹脂と熱圧縮した。その結果、ゴムに補強材として添加した親水性シリカ粒子が熱アシストプラズマ処理したフッ素樹脂との接着強度に大きな影響を及ぼすことを明らかした。さらに、本研究において、熱アシストプラズマ処理を応用することで、接着剤フリーでフッ素樹脂と様々な異種材料(未加硫ブチルゴム、未加硫天然ゴム、無電解銅めっき膜、銀インク膜、銅ペースト膜等)との強力接着を実現した。H27年度の研究計画として、「(1)熱アシストプラズマ処理後のPTFEの材料分析」「(2)ゴムに添加する架橋剤の変更と配合したゴムの材料分析」「(3)PTFEとゴムとの界面分析」以上3点を掲げていたが、H28年度の研究計画であった「(4)PTFEの表面加熱と表面温度測定」の方が実用化に比重をおいた課題であり、優先度が高くなったため、研究計画の順番を(4)→(2)→(1)→(3)の順に入れ替えて実験を進めた。最初に着手した(4)の課題については、プラズマ処理装置内にハロゲンヒーター(表面加熱源)を設置し、プラズマ照射と加熱を別の機構でおこなうことで、プラズマ処理中の加熱が密着強度に及ぼす影響を調査した。さらに、放射温度計もプラズマ処理装置に併設し、プラズマ処理中のフッ素樹脂の表面温度をリアルタイムで測定できるようにした。ヒーターで加熱しながら低電力でプラズマ処理したフッ素樹脂(PTFE)とブチルゴムを熱圧縮接合したところ、高電力でプラズマ処理した時と同様に、強力接合できていた。T字剥離離試験を実施したところ、PTFEとブチルゴムの界面で剥離せず、ブチルゴムが材料破壊を起こした(2.4 N/mmを示した)。低電力のプラズマ処理であってもヒーター等で外部から同時に加熱すれば、PTFEの密着性を大幅に改善できることを示した。これらの成果については、表面技術協会および日本接着学会において発表した。また、大規模な展示会(SURTECH2016)への出展や依頼講演をおこない、フッ素樹脂と異種材料の強力接合技術について広く紹介した。H27年度は(4)の課題のみに着手する予定であったが、課題(2)についても少し進めることができた。ゴムの各原材料を調達し、ゴムを混練できる準備を整えた。原材料を変更したゴムを調合中である。今後、ゴムの成分と密着強度の関係を明らかにする予定である。・ヒーターで加熱しながらプラズマ処理できるようにプラズマ処理装置を改造し、プラズマと加熱を別の機構でおこなうことを可能にしたため。・低電力プラズマ処理と外部加熱によって、フッ素樹脂の密着性を大幅に改善できたため。・上記の課題(4)を終えることができただけでなく、課題(2)にも着手できているため。H28年度は、(1)プラズマ処理後のPTFEの材料分析、(5)PTFEと金属箔(金属板)との接合、(6)PTFE以外の樹脂と異種材料との接合、以上3点の課題について研究を進めた。(1)の課題については、熱アシストプラズマ処理したPTFEの固体NMR測定をおこなった。熱アシストプラズマ処理したPTFEにおいては架橋を示すピークは観察されなかった。改質層が非常に薄いことが示唆された。改質層の厚さを定量化するため、GCIBによりマイルドにエッチングしながら、XPS測定をおこなった。エッチング前は架橋を示すC-C結合のピークと酸素を含む官能基が観察されていたが、エッチング時間の増加に伴ってそれらのピークは消失し、CF2のピークのみが観察されるようになった。エッチングレートから改質深さを算出することに成功した。これらの結果より、熱アシストプラズマ処理は、バルクの性質を保ったまま、表層のみを改質できていることを実証した。(5)の課題については、金属箔ではないが、無電解銅めっき膜、銀インク膜、銅ペースト膜を熱アシストプラズマ処理したPTFEと接着剤フリーで強力接着することに成功した。銀インクのインクジェット印刷により銀配線の直接描画を、銅ペーストのスクリーン印刷により銅配線の直接描画をPTFEシート上で実現した。PTFEシートを折り曲げても金属配線が剥離することはなく、高密着でフレキシブル基板にも対応可能であることを示した。(6)の課題については、PTFE以外の樹脂として、FEP、PFA、ETFEを対象材料として、熱アシストプラズマ処理をおこない、ブチルゴムとの密着性を評価した。いずれの樹脂においても、剥離試験中にブチルゴムが材料破壊し、極めて密着性が高いことがわかった。また、プラズマ処理中の最適温度はそれぞれの樹脂ごとに異なることが明らかになった。・金属との強力接着にも成功しており、配線パターニングまで実現したため・PTFE以外の樹脂でも成果が上がっており、最適温度が異なることまで明らかにしたため熱アシストプラズマ処理したフッ素樹脂は未加硫のブチルゴムとは強力に接着するが、未加硫の天然ゴムとは全く接着しなかった。

さらに、本研究において、熱アシストプラズマ処理を応用することで、接着剤フリーでフッ素樹脂と様々な異種材料(未加硫ブチルゴム、未加硫天然ゴム、無電解銅めっき膜、銀インク膜、銅ペースト膜等)との強力接着を実現した。今後は、昨年度に着手した課題(2)を進め、ゴムの成分と密着強度の関係を明らかにする予定である。(1)と(3)の課題については、(2)の課題と平行しておこなう予定である。また、学術論文を執筆し、投稿する予定である。当初の課題をほとんど解決できている。今後は、密着性向上のメカニズム解明に注力する。特に異種材料の界面観察(断面観察)を重点的におこなう予定である。また、ゴム中の添加剤が密着性に及ぼす影響について調査する予定である。接着、表面、界面助成金の一部を英文校正費用および論文投稿費用として利用する予定であったが、共同研究者と相談して、データを追加して投稿することなったため、H27年度中(2016年3月末まで)に投稿できず、次年度に繰り越すことにしたため。ドイツで開催される国際学会に応募したところ、参加を承諾されたので、H28年度の学会参加費および旅費に費用が多くかかることを見越して、H27年度の支出をおさえたため。・実験の推進を最優先し、出張等を控えたため、必然的に旅費が抑えられたため・予定していた依頼分析(有償)の難易度が非常に高いことがわかり中止になったため現在、英文校正中であり、遅くとも2016年6月中に投稿する予定である。英文校正費用および論文投稿費用として使用する。そして、2016年9月にドイツで開催されるプラズマ関連の国際学会に参加する予定である。学会参加費および旅費として使用する。・得られた成果を国内外へ積極的に発表する、および論文化する予定である。・界面の結合状態を明らかにするため、別の手法を検討し、分析を依頼する予定である。
ゼオライトの結晶化メカニズム解明のための結晶構造・電子密度分布解析

触媒や吸着剤として利用されている多孔性材料であるゼオライトの自在設計を目指し、細孔の鋳型として用いられる分子の必要条件を明らかにすることを試みた。類似構造を持つ様々な鋳型分子を用いてLEV型ゼオライトを合成し、X線構造解析を行ったところ、鋳型分子とゼオライト骨格はファンデルワールス半径でほぼ接していた。この距離を保つことができる大きさであることが鋳型分子の必要条件だと示唆された。これより大きい径を持つ鋳型分子からは、より大きな細孔空間を持つCHA型ゼオライトが得られた。これら2つのゼオライトは同じ構造ユニットから組み立てられることから、鋳型分子の大きさにより生成相が選択された可能性がある。本研究課題は、ナノ細孔を持つ結晶性材料であるゼオライトと、その細孔内に存在する有機化合物(SDA)の構造解析を通じ、特定の細孔空間を形成させるために必要なSDAの条件を明らかにすることを目的とした。特定の大きさの細孔空間を得るために必要なSDAの大きさ・形状を見積もることができれば、細孔空間の設計が可能となり、ゼオライトの触媒・吸着剤としての機能の高性能化、最適化が期待できる。様々な四級アンモニウムをSDAに用いてゼオライトを合成したところ、環状(ヘテロ)アルキル基を持つ四級アンモニウムを用いた場合にケージ(楕円体状細孔空間)を持つLEV型またはCHA型ゼオライトが同じ合成条件下で得られ、長径が大きいSDAからはケージの長径が大きいCHA型ゼオライトが、小さいSDAからは小さいLEV型ゼオライトが得られることがわかった。これらのゼオライトに対してX線結晶構造解析を行ったところ、SDAはその長軸がケージの長軸方向と一致するように細孔内に位置し、ケージと内包されるSDAの原子間距離は0.30.4 nmの範囲にあるという定量的な情報が得られた。中間の大きさを持つSDAからはケージを持たない*BEA型ゼオライトが得られたことから、SDAの大きさが、LEV型、CHA型のどちらのケージに対しても前記の原子間距離を満たすことができない場合は、ケージを形成することができず、ケージを持たないゼオライトが結晶化するのだと考えられる。今後はSDAがケージ内でどの程度までの構造的ひずみを許容できるかをシミュレーション計算などにより明らかにする必要がある。得られた成果は第28回ゼオライト研究発表会および第43回石油・石油化学討論会において報告したが、今後論文として学術雑誌に投稿する予定である。ゼオライトの合成には、Structure-directing agent(SDA)と呼ばれる有機化合物が用いられることが多いが、その機能は未だ解明されておらず、得られるゼオライトを合成前にデザインすることは現時点では不可能である。そこで本研究では、SDAを内包するゼオライトのX線構造解析を通じ、SDAの鋳型機能の定量的なスタディを行う。平成24年度は、LEV型ゼオライトをターゲットとした。5・6・7・8員環を持つ環状イミンをジメチル化して得られた4級アンモニウムをSDAとして用いた場合、5・6・7員環を持つSDAからはLEV型ゼオライトが得られた。このSDAを内包したままのLEV型ゼオライトの粉末X線回折パターンから、charge flipping法を用い骨格モデルを導出し、実空間法を使ってSDAの位置を最適化し、得られた初期構造モデルをリートベルト法と最大エントロピー法により精密化した。その結果、すべての場合でSDAはその長軸がキャビティの長軸方向と等しくなるように位置しており、SDAの炭素原子とlevキャビティを構成する酸素原子の距離はほぼ0.330.40nmの範囲内にあることがわかった。原子半径を考慮すると7員環を持つSDAではlevキャビティの細孔空間がほぼ完全にSDAで埋められていることになり、これは8員環を持つSDAからはLEV型ゼオライトが得られなかった事実とも矛盾しない。興味深いことに、これらのSDAに類似の構造を持ちながら長軸方向のサイズのみが大きいトリメチルシクロヘキシルアンモニウムをSDAとして用いた場合は、levキャビティより内長径が大きいchaキャビティを持つCHA型ゼオライトが得られた。以上から、特定の細孔空間を得るためにはSDAとゼオライト骨格の距離に必要条件(原子間距離として0.330.40nm)があることを見出すことができた。本研究のこれまでの研究により、様々なSDAを用いてのLEV型ゼオライトの合成に成功し、様々な手法のキャラクタリゼーションによる物性の評価とX線構造解析および評価手法の最適化が実現されている。

そしてその結果、LEV型ゼオライトが持つlevキャビティの酸素原子と、そこに内包されるSDAの炭素原子の原子間距離が0.330.40nmの範囲にあることを見出し、第28回ゼオライト研究発表会においてその成果を報告することができた。平成24年度の目標は、LEV型ゼオライトを結晶化させるために必要な、SDAが持つべき条件を抽出することであったので、本研究は当初計画した目的を達成していると考えられ、これまでのところおおむね順調に進展していると判断することができる。今後はさらに多くのSDAを用いてゼオライトを合成し、X線構造解析を行うとともに、元素分析、熱重量分析などの手法によりキャラクタリゼーションを行う。LEV以外の構造のゼオライトが生成した場合には、そのときのSDA分子とlevケージとの相互作用をシミュレーションにより見積る。これらにより、官能基や分子サイズなど、LEV型ゼオライトを結晶化させるためにSDAが持つべき条件を絞り込む。また、合成・構造解析のターゲットとするゼオライト骨格を、LEV型から同じくABC familyに属するCHA型、ERI型へと展開させる。これらのゼオライト骨格は、LEV型ゼオライトと同様にケージ状の細孔空間を持つため、ここまでに得られている合成や解析に関する知見が利用可能であると期待できる。SDAに求められる条件を精度良く評価するため、できるだけ多種のSDAを用いてゼオライトを合成し、その解析データを蓄積する。該当なし
ユビキチン化を介した新たなリン酸化シグナル制御とストレス応答機構の解明

本研究の目的は、我々が独自に同定したUSP9X、Roquin-2、TRIM48などのユビキチン化関連酵素群を介した、ストレス応答キナーゼASK1の厳密な活性制御によって、ストレスの強さや種類に応じて細胞死や免疫応答などの適切なストレス応答が誘導される仕組みを分子レベルで明らかにし、ユビキチン化関連酵素を標的とした、免疫疾患や癌などのストレス応答の異常によって引き起こされる疾患の新たな治療戦略を提言することである。本年度は、CRISPR-Cas9システムによって作成したRoquin-2などの欠損細胞やコンディショナル遺伝子欠損マウスを用いて、免疫シグナルにおけるRoquin-2の役割などを中心に解析を行った。ASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2がASK1活性制御を介して免疫シグナルの調節に関わるか否かは、これまで不明であった。本解析から、炎症性サイトカイン産生など、免疫応答を誘導するシグナルに対して、Roquin-2がASK1のユビキチン化分解を介して、ASK1活性化を抑制することで、免疫応答を負に制御することが明らかとなった。さらに、ASK1活性化促進因子として働く、別なユビキチン化酵素TRIM48によるASK1活性化に伴って、Roquin-2がASK1のユビキチン化を亢進させることも判明した。すなわち、Roquin-2、USP9X、TRIM48といった幾つかのユビキチン化関連酵素群がそれぞれ相互作用し、感染ストレス刺激の強さ・長さに応じて、免疫シグナルのバランスを微調整することで、適切な免疫応答が誘導される仕組みがあることが明らかとなった。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、新規ユビキチン化酵素TRIM48の基質同定とASK1活性化機構の解明、TRIM48のストレス応答機構での生理機能の解明、ユビキチン化関連酵素群によるストレス応答シグナルのバランス制御機構の解明を中心に解析を進めた。新規ユビキチン化酵素TRIM48については、実際にpull-down法を用いて基質候補を同定し、機能解析を行ったところ、その候補分子がASK1の活性制御を担う重要な分子であることを見出した。TRIM48はASK1の活性化促進分子であることを我々は見出しているが、そのTRIM48の基質候補分子が、TRIM48によってユビキチン化分解されることで、ASK1活性化を制御している可能性についても確認できた。また、TRIM48のストレス応答機構での生理機能として、細胞死について検討を進めている。TRIM48あるいはTRIM48の基質候補分子のノックダウン・過剰発現によって、ストレス誘導性の細胞死がTRIM48またはTRIM48の基質候補分子によって制御されていることが分かってきた。TRIM48またはTRIM48の基質候補分子によるストレス誘導性細胞死の制御は、ASK1の活性制御機構を介していることも検証できた。さらに、ASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2は、細胞死と同様に、サイトカイン産生などの免疫応答を制御していることを明らかにし、この作用もASK1の活性制御機構を介していることも確認した。このように、TRIM48やRoquin-2などのユビキチン化酵素や、ASK1特異的な脱ユビキチン化酵素USP9Xが、全てASK1の活性制御機構を介して、細胞死や免疫応答の調節に深く関与することが分かってきた。このように、これらのユビキチン化関連酵素群によるストレス応答シグナルのバランス制御の仕組みが、ストレスに応じた応答の誘導にとって重要であると考えられる。本研究の目的は、これまで我々が新規に同定したUSP9X、Roquin-2、TRIM48などのユビキチン化関連酵素群によって、ストレス応答キナーゼASK1の活性制御が厳密に行われることで、ストレスの強さや種類に応じて細胞死や免疫応答などの適切なストレス応答が誘導される仕組みを分子レベルで明らかにすることである。これにより、ユビキチン化関連酵素を標的とした、免疫疾患や癌などのストレス応答の異常によって引き起こされる疾患の新たな治療戦略開発に繋げたい。本年度は、まず、新規ユビキチン化酵素TRIM48の基質候補を同定し、TRIM48の基質候補分子がASK1の活性制御に重要な分子であることを見出し、TRIM48によるASK1活性化メカニズムを分子レベルで解明できた。また、TRIM48の生理機能について、ストレス誘導性細胞死の調節に深く関与すること、このTRIM48の生理機能もASK1の活性制御を介していることを確認し、TRIM48のストレス応答シグナルおける生理的な重要性や疾患治療標的分子としての可能性を示すことができた。ASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2についても、細胞死だけでなく、サイトカイン産生などの免疫応答も、ASK1の活性制御機構を介して制御していることが判明した。このように、幾つかのユビキチン化酵素がASK1の活性制御機構に関わり、それらによってASK1の活性が微調整されることで、適切なストレス応答シグナルが誘導されることが分かってきた。以上の結果から、本年度の目標・実施計画はほぼ達成できたと考えている。本研究の目的は、我々が独自に同定したUSP9X、Roquin-2、TRIM48などのユビキチン化

関連酵素群を介した、ストレス応答キナーゼASK1の厳密な活性制御によって、ストレスの強さや種類に応じて細胞死や免疫応答などの適切なストレス応答が誘導される仕組みを分子レベルで明らかにし、ユビキチン化関連酵素を標的とした、免疫疾患や癌などのストレス応答の異常によって引き起こされる疾患の新たな治療戦略を提言することである。本年度は、CRISPR-Cas9システムによって作成したRoquin-2などの欠損細胞やコンディショナル遺伝子欠損マウスを用いて、免疫シグナルにおけるRoquin-2の役割などを中心に解析を行った。ASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2がASK1活性制御を介して免疫シグナルの調節に関わるか否かは、これまで不明であった。本解析から、炎症性サイトカイン産生など、免疫応答を誘導するシグナルに対して、Roquin-2がASK1のユビキチン化分解を介して、ASK1活性化を抑制することで、免疫応答を負に制御することが明らかとなった。さらに、ASK1活性化促進因子として働く、別なユビキチン化酵素TRIM48によるASK1活性化に伴って、Roquin-2がASK1のユビキチン化を亢進させることも判明した。すなわち、Roquin-2、USP9X、TRIM48といった幾つかのユビキチン化関連酵素群がそれぞれ相互作用し、感染ストレス刺激の強さ・長さに応じて、免疫シグナルのバランスを微調整することで、適切な免疫応答が誘導される仕組みがあることが明らかとなった。今後も、USP9X、Roquin-2、TRIM48などのユビキチン化関連酵素群によるストレス応答キナーゼASK1の厳密な活性制御の仕組みを明らかにするため、詳細な分子レベルで解析を進めたい。特に、サイトカイン産生などの免疫応答を誘導する免疫シグナルにおけるRoquin-2およびUSP9Xの役割、ASK1活性制御を介した分子メカニズムについて、さらに検証を行う。また、これらのユビキチン化関連酵素群が、感染ストレス刺激の強さ・長さに応じて、協調的に免疫シグナルを微調整し、適切な免疫応答を誘導する仕組みについて解析を進める。さらに、ユビキチン化関連酵素が実際に癌や免疫疾患の治療標的として妥当か否かを評価するために、遺伝子改変動物あるいは細胞を作成し、自己免疫疾患等の動物モデルや細胞からの炎症性サイトカイン産生量などのパラメータを解析することで検討したい。28年度が最終年度であるため、記入しない。
分子集合体テンプレートの可溶化機能を利用した量子サイズ酸化物複合体の創製

界面活性剤ミセルはその可溶化機能により内部の極微小環境に疎水性物質を安定に保持できることがよく知られている。このような可溶化ミセルを鋳型に用いれば、ミセルの周囲に酸化物骨格が成長して形成された細孔内には可溶化された物質がミセルごと包含され、分子レベルで複合化した新規な多孔体が得られると期待される。このような着想に基づき、有機分子集合体が自己組織的に形成するナノサイズの規則化集合構造を量子サイズの高度な空間規則性ととらえ、昨年度に引き続いて分子集合体を鋳型として得られる多孔質酸化物を利用した量子サイズ酸化物複合体の創製を検討した。昨年度は界面活性剤ミセルの可溶化機能を利用して、鋳型ミセルの内相に疎水性の無機前駆体をあらかじめ導入することにより、細孔中に酸化鉄半導体超微粒子などを含有するMCM-41複合セラミックスが合成できることを明らかにしたが、細孔内の無機第二相の次元性を制御する段階には至らなかった。本年度は、細孔内に担持する物質と合成条件を精細に検討し、棒状ミセルを鋳型とするMCM-41の細孔内で第二相を成長させることにより、直径約3nm、長さ/直径比が数百を越える一次元の線状物質を細孔内部に生成させることができ、このような量子線が一方向に規則配向した、いわば一次元量子線束構造を形成できることを明らかにした。このようにして得られた金の一次元量子細線は量子サイズの強い異方性に起因する吸収スペクトル変化を示し、新規な電子物性を示す材料として期待される。また、界面活性剤の二分子膜ミセルを鋳型として得られる層状酸化チタンを層状構造を維持したまま低温で結晶化させることに初めて成功し、この層状酸化チタンが厚さlnm程度の二次元半導体として機能することをその光触媒活性の測定から明らかにした。このような着想に基づき、本年度は疎水性蛍光プローブなどを利用してMCM-41中の可溶化物質の存在環境を評価するとともに、疎水性の金属錯体を可溶化したミセルを鋳型とすることにより、これらの物質を分子オーダーで取り込んだ新規複合多孔体の合成を試み、以下の成果が得られた。1)界面活性剤ミセルに疎水性蛍光プローブを可溶化し、これを鋳型としてシリコンアルコキシドの加水分解を行うことにより、得られるMCM-41中での可溶化物質の存在環境を評価したところ、可溶化した物質はMCM-41の細孔壁に予想されるよりもかなり疎水性の強い環境に置かれていることが明らかとなった。可溶化したテトラフェニルポルフィンの吸収スペクトル変化などからも、可溶化物質はMCM-41の酸化物骨格中ではなく直径3040Åの細孔内部に位置していることが確認された。2)フェロセン(Fc)などの疎水性物質を可溶化した鋳型ミセルを用いることにより、鋳型ミセルごと可溶化物質を包含したMCM-41メソ多孔体が合成できることを明らかにした。3)Fcを包含したMCM-41を焼成したところ、310nmに鋭い吸収ピークが現れ、細孔内部で生成した酸化鉄超微粒子による励起子吸収が示唆された。また、細孔内でPd超微粒子を成長させたところ、円筒状細孔の内部で一次元的に成長した異方性Pd超微粒子が配向したMCM-41複合体が得られた。有機分子の自己組織機能を利用することにより、ナノサイズの規則化構造を無機材料の内部に形成することが可能であると考えられる。

このようにして得られた金の一次元量子細線は量子サイズの強い異方性に起因する吸収スペクトル変化を示し、新規な電子物性を示す材料として期待される。また、界面活性剤の二分子膜ミセルを鋳型として得られる層状酸化チタンを層状構造を維持したまま低温で結晶化させることに初めて成功し、この層状酸化チタンが厚さlnm程度の二次元半導体として機能することをその光触媒活性の測定から明らかにした。
多文化クラスにおけるリンガフランカとしての英語（ELF）の構築

本研究の目的は、日本の大学の留学生と日本人学生が共に学ぶ英語での多文化クラスにおいて、日本人学生の英語使用に関して留学生に比べてうまくコミュニケーションできていない傾向を認識し、その原因と考えられる自己表明への抵抗感や方略の欠如を克服し、改善する方策を探究することである。そのために多文化クラスにおいてより効果的にコミュニケーションを行えるよう、コミュニケーションストラテジーを導入した授業実践において履修者を対象としたデータ収集を行い、その効果の実証を発表すること、また大学の専門授業の英語化(English-medium instruction: EMI)の動きへの提言にもつなげることである。初年度は基本的に多文化クラスの履修日本人学生を対象としたデータ収集に費やす計画を立て、それを実施することに精力を注いだ。その他、同じく多文化クラスを対象とした前科研費とデータを共有しているものについては、海外の国際学会における研究発表、論文執筆を継続し、その過程で論文執筆の基礎となるEnglishas a Lingua Francaについての文献研究に力を入れ、かなりの文献を読み込むことができた。研究論文については査読つきを1本(日本語)、学会発表については海外の国際学会での研究発表を2回行った(英語)。前科研費研究と当科研費研究のつながりが強く、両者が重なり合うような形での成果発信となった。前科研費研究からは言語的ハンデのない日本語による多文化クラスにおいても日本人学生は発言を遠慮する傾向があり、コミュニケーションストラテジーの導入以前の問題であると考えられたが、ストラテジーよりもまずは多文化クラスにおいては、言語的に優位にある母語話者や超級、上級話者も含めた心的態度の教育が必要ではないかという提言を行った。2018年度は前期、後期ともに多文化クラスの日本人学生の履修者が少なく、初年度に必要なデータ収集を終えるという達成目標には届かなかった。授業を研究対象とした研究計画では起こりうることとして余裕をもたせるようにはしていたので、データ収集は2年目も引き続き行い、必要なデータ数を確保できるように授業実施時間帯や授業内容を日本人学生向けに変更したりという工夫を重ねる必要がある。その反面、学会発表や論文執筆など研究の成果発表については、前科研費とデータを共有しているものについては成果発表を進めることができた。2年目である2019年度は引き続き、多文化クラスにおけるデータ収集を継続する。一定数のデータ数を確保するために日本人学生の履修者をある程度確保することが必要なため、授業実施時間帯や授業内容を日本人学生向けに変更したりという工夫を重ねる必要がある。また、学会発表や論文執筆など研究の成果発表については、前科研費とデータを共有しているものについてまだ全てを終えてはいないので、新しいデータの収集の進捗状況とは関係なく、今まで通り継続していく。次年度使用額は少額であり、その翌年度の使用計画を大きく変更する必要はないと考える。
モルヒネの分子作用機構解析のための神経細胞種特異的なオピオイド受容体発現動物作製

モルヒネの鎮痛作用機序として、延髄諸核からの下行性抑制系の賦活化や一次感覚神経終末からの伝達物質遊離抑制が重要であるが、これらの作用機序の各々が、全身性に投与されたモルヒネによる個体レベルでの鎮痛作用発現にどの程度の割合で寄与しているかは明らかでない。また、精神的薬物依存に深く関与する中脳ドパミン神経系賦活化は、抑制性GABA作動性神経を抑制することによる「脱抑制」によることが、これまでの薬理学的・電気生理学的研究により示唆されているが、分子レベルにまで踏み込んだ研究成果は報告されていない。身体的依存形成における青斑核ノルアドレナリン神経系の関与についても同様である。そこで、これらの問題に対し分子レベルでの解答を得るため、一次感覚神経、GABA神経系およびノルアドレナリン神経系、それぞれの神経系にだけ特異的にμオピオイド受容体を発現する遺伝子改変マウスの作製を着想するに至った。本研究では、ノルアドレナリン神経特異的プロモーターであるdopamine-β-hydroxylaseプロモーター下にμオピオイド受容体を発現するトランスジェニックマウスとμオピオイド受容体ノックアウトマウスをかけ合わせることにより、ノルアドレナリン神経のみでμオピオイド受容体を発現する遺伝子改変マウスの作製を行った。本遺伝子改変マウスにおいてモルヒネの有意な鎮痛作用は認められなかった。一方、tail-suspension法を用いた解析において、μオピオイ受容体ノックアウトマウスで観察される行動量の増加が、μオピオイ受容体をノルアドレナリン神経特異的に発現させることにより野性型と同等のレベルまで減少していた。Tail-suspension法における行動量はストレス応答と関連していることが知られていることから、ノルアドレナリン神経系に発現しているμオピオイ受容体がストレス応答の調節に関与していることが示唆された。モルヒネの鎮痛作用機序として、1)延髄巨大細胞網様核・傍巨大細胞網様核からの下行性抑制系の賦活化、2)一次感覚神経終末からのサブスタンスPやグルタミン酸などの伝達物質遊離の抑制が重要であるが、これらの作用機序を含め、これまでに報告されているモルヒネ鎮痛作用機序の各々が、全身性に投与されたモルヒネによる個体レベルでの鎮痛作用発現にどの程度の割合で寄与しているかは、必ずしも明らかでない。また、下行性痛覚抑制系賦活化や精神的薬物依存に深く関与する中脳ドパミン神経系賦活化は、抑制性GABA作動性神経を抑制することによる「脱抑制」によることが、これまでの薬理学的・電気生理学的研究により示唆されているが、分子レベルにまで踏み込んだ決定的な研究成果は報告されていない。そこで、これらの問題に対し分子レベルでの解答を得るため、一次感覚神経、GABA神経系およびノルアドレナリン神経系、それぞれの神経にだけ特異的にμオピオイド受容体を発現する遺伝子改変マウスの作製を着想するに至った。今年度は、ノルアドレナリン神経特異的プロモーターであるDBH (dopamine-β-hydroxylase)プロモーター下にμオピオイド受容体を発現するトランスジェニックマウス(TGマウス)とμオピオイド受容体ノックアウトマウスをかけ合わせることにより、ノルアドレナリン神経のみでμオピオイド受容体を発現する遺伝子改変マウスの作製に着手し、DBHプロモーター下にμオピオイド受容体を発現する4系統のTGマウスを作製した。うち一系統は、μオピオイド受容体ノックアウトマウスとのかけ合わせも完了し、現在、μオピオイド受容体の発現を、インジツハイブリダイゼーション法およびリガンド結合実験により確認しているところである。
実機ロボットに映像を加えるダイレクトメソッド外国語学習

科研題目:「実機ロボットに映像を加えるダイレクトメソッド外国語学習」の研究実績について,昨年度は,研究成果に対して1件の学会発表をし,研究の成果に基づくデモ展示を1件実施した.学会発表は,福岡県北九州市で,6/2(土)から5(火)まで開催されたロボティクス・メカトロニクス講演会2018にて,「ロボット教師によるダイレクトメソッドの外国語会話学習」ー音声認識システムの自動化ーのテーマで発表した.デモ展示は,三重大学内で11/3(土),4(日)に開催された小中学生対象の「科学の祭典」において実施した.また,本研究課題である人の外国語会話学習の効率化を推敲する過程において,その表裏に対応する機械の学習の効率化に関する研究を学術論文として2本投稿し2本とも採録決定をされた.現在遅れているのは,初年度の遅れの問題であるため,昨年度は概ね順調に進展しているといえる.一昨年度に外国語会話学習システムとしては自動で動作するように組むことができた.昨年度は,そのシステム上で用いるダイレクトメソッド用の学習内容の検証をした.具体的には,スペイン語を未学習の被験者に,ロボットのスペイン語の発話に合わせたジェスチャをみせて,ロボットの発話の内容を理解させ,適切なタイミングで適切なスペイン語をしゃべらせる.その結果の一部として,諾否疑問文である「Is thisa circle?(実際はスペイン語)」と疑問詞疑問文である「What is this?(実際はスペイン語)」の学習難易度を比較することができた.この二種類の疑問文の難易度は,文法的には諾否疑問文が疑問詞疑問文より簡単であるが,ダイレクトメソッドによる文の学習においては,疑問詞疑問文が諾否疑問文よりも簡単である傾向がうかがえた.これは,疑問詞疑問文に対する解答は,そのものの名を答えるだけで良い.しかし,諾否疑問文は,そのものの名が一致しているか考えてから,諾否を答えなければならないからであると考えられる.今年度は,昨年度得られた成果である疑問詞疑問文が諾否疑問文よりも簡単に学習できるかどうかを昨年度より多くの被験者を用いて実験精度を上げる.その結果,疑問詞疑問文が諾否疑問文よりも学習が簡単であることが,伺えるだけでなく,優位性をもっていえれば,学術論文にまとめ投稿する予定である.科研題目:「実機ロボットに映像を加えるダイレクトメソッド外国語学習」の進捗状況について,平成28年度は,学習範囲の検討と小型モニタの複数結合の検討をした.具体的には,学習範囲の検討として,日本(三重県)の中学一年生用いる英語の教科書の中で習う全35文法の内,ロボットのジェスチャと学習言語のみを用いるダイレクトメソッドにおいて,1/4程度の9文法は学習できることを示した.また,これらの9文法を学習する上でも,本手法は,通常の教科書の文法の学習順序とは異なる方法の方が学習効率が高いことを実験により示した.そして,これらの研究成果を私の指導するB4学生が学会発表と卒業論文において報告した.大型背景モニタの代わりとしての小型モニタの複数結合の検討としては,それぞれのモニタにラズベリーパイを接続して画像出力できるようにするところまではできた.当初の研究方針を変更したために本来の背景モニタとロボットの重ね合わせの臨場感と表現力に関する研究は遅れました.計画段階では,80インチ4Kの大型モニタを購入して背景モニタとして用いる計画でした.しかし,当初110万円で購入予定だったモニタの価格が130万円に値上がりし,初年度予算も120万円に減額されたため,購入できなくなりました.そこで,いずれは実施しなければならないと考えていた複数の40インチの小型モニタの結合による大型モニタ化の技術を本計画において先に検討しました.この技術は,学術的には新規性はないもののモニタ価格を1/4程度にすることができます.また複数のモニタの配置の組み合わせにより,表現力も増します.この検討をしていたため,本来の研究は遅れました.科研題目:「実機ロボットに映像を加えるダイレクトメソッド外国語学習」の研究実績について,昨年度は,学会での研究発表はできなかったが,研究の成果に基づくデモ展示を2件実施した.また,特許が1件認定された.デモ展示の一つは,三重県四日市ドームで10/27(金),28(土)に開催された社会人向けの「リーディング産業展」において,もう一つは,三重大学内で11/11(土),12(日)に開催された小中学生対象の「科学の祭典」において実施した.両方とも同じ展示内容で,40インチの液晶ディスプレイの面を上向きにして,そのディスプレイを机の代わりにして上に,教師役と生徒役のロボット2台をのせ,被験者にスペイン語の単語を学習させるものである.具体的な語学学習するシナリオの一つは,ディスプレイにロボットより一回り大きい色違いの図形をいくつか無地の背景の前に表示し,その上を教師ロボットが移動して,スペイン語でその図形の色が何かを生徒ロボットに聞き,生徒はスペイン語でその色を答える.これを何度か繰り替えして,教師ロボットが被験者にスペイン語で同じ質問をし,被験者がスペイン語で正しく答えるまで繰り返す.それぞれの会場において,社会人の来場者,小中学生の来場者に対して,被験者として本手法を体験してもらいその有効性を確認してもらい,将来性を感じてもらった.2018年3月23日には,本研究に根幹となる部分の特許である特許第6308608号「ダイレクトメソッドにもとづく外国語会話学習システム」が認定された.

現在遅れているのは,一昨年度の遅れの問題であるため,昨年度は概ね順調に進展しているといえる.昨年度での最も重要な進捗は,学術的な進捗とは言えないが,音声認識システムを作成したことである.本提案の外国語会話学習システムには,システムの一部として音声認識システムが必要である.これまで本システム内にある音声認識部分は,「The Wizard of Oz(オズの魔法使い)」,すなわち,人が音声認識システムの一部を機械的に代用していた.今回,これを既存の音声認識システムを用いて自動化した.音声認識システムは,既に多くのものが実用化されていて,その中でもクラウド型のものが認識精度が高い.ただし,クラウド型のものは,システムそのものを手に入れることができないので,仕様が変更されるとそれに合わせる手間がかかる.そこで,クラウド型の仕様が変更されても,最も変更が容易であると考えられる方法を用いた.具体的には,スマートフォンにおいて,入力音声をそのままその言語で画面表示する機能を用いる.これを用いて,画面をサーボモータでタップし,画面表示される文字列を画像認識して認識結果を得る方法を実現した.これにより,クラウド型の音声認識をそのまま利用できるようにできた.この進捗は,学術的進捗としてはあまりないが,本手法を実現するための進捗としては大きいものであると考える.科研題目:「実機ロボットに映像を加えるダイレクトメソッド外国語学習」の研究実績について,昨年度は,研究成果に対して1件の学会発表をし,研究の成果に基づくデモ展示を1件実施した.学会発表は,福岡県北九州市で,6/2(土)から5(火)まで開催されたロボティクス・メカトロニクス講演会2018にて,「ロボット教師によるダイレクトメソッドの外国語会話学習」ー音声認識システムの自動化ーのテーマで発表した.デモ展示は,三重大学内で11/3(土),4(日)に開催された小中学生対象の「科学の祭典」において実施した.また,本研究課題である人の外国語会話学習の効率化を推敲する過程において,その表裏に対応する機械の学習の効率化に関する研究を学術論文として2本投稿し2本とも採録決定をされた.現在遅れているのは,初年度の遅れの問題であるため,昨年度は概ね順調に進展しているといえる.一昨年度に外国語会話学習システムとしては自動で動作するように組むことができた.昨年度は,そのシステム上で用いるダイレクトメソッド用の学習内容の検証をした.具体的には,スペイン語を未学習の被験者に,ロボットのスペイン語の発話に合わせたジェスチャをみせて,ロボットの発話の内容を理解させ,適切なタイミングで適切なスペイン語をしゃべらせる.その結果の一部として,諾否疑問文である「Is thisa circle?(実際はスペイン語)」と疑問詞疑問文である「What is this?(実際はスペイン語)」の学習難易度を比較することができた.この二種類の疑問文の難易度は,文法的には諾否疑問文が疑問詞疑問文より簡単であるが,ダイレクトメソッドによる文の学習においては,疑問詞疑問文が諾否疑問文よりも簡単である傾向がうかがえた.これは,疑問詞疑問文に対する解答は,そのものの名を答えるだけで良い.しかし,諾否疑問文は,そのものの名が一致しているか考えてから,諾否を答えなければならないからであると考えられる.実質的に80インチの背景モニタと同等のモニタを低価格で得ることができるようになったので,今後は計画どおりに研究を進めていけると考えています.