hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
18F-FDGの速度定数画像に基づく心サルコイド-シスの活動性評価法の開発

18F-FDG動態解析における速度定数画像により,正常心筋の描出を抑制させることができれば,心サルコイド-シス病変の活動性評価の精度向上ならびに早期での適切な治療介入が可能となり,治療の最適化に貢献するものと期待される。
サイクロスポリンAによる歯肉線維芽細胞のコラーゲン分解におけるAP-1の役割

免疫抑制剤サイクロスポリンA(CsA)の副作用としてI型コラーゲン増生を主とする歯肉増殖症がある。我々は既に、CsA誘発性歯肉増殖症ラットモデルから、その発症機構として歯肉線維芽細胞によるI型コラーゲンの分解抑制、特にコラーゲンファゴサイトーシスの抑制により増殖症が発症する可能性を報告している。ところで、線維芽細胞膜上で発現するα2β1インテグリンは同線維のレセプターとして働き、特にα2インテグリンは同線維のレセプターへの結合時に中心的に働く事が知られている。CsA誘発性歯肉増殖症でも、線維芽細胞で発現するα2インテグリンがその発症機構においても中心的な役割を果たす可能性が高い。本研究ではラットモデルを用いて、CsA誘発性歯肉増殖症における線維芽細胞でのα2インテグリンの発現及びその発現調節について検討した。まず、CsA投与ラット及び正常ラット歯肉線維芽細胞を分離培養し、それらのコラーゲンファゴサイトーシス能をI型コラーゲンで表面処理したFITC標識ラテックスビーズの細胞への取り込みをFACScanにて比較検討した。CsA投与群では対照群の約1/3までファゴサイトーシス能は抑制されていた。更に細胞膜上での同インテグリンの発現量を蛍光標識抗体を用いてFACScanで定量化するとCsA投与群では対照群に比べ約28%の発現抑制が認められた。これらCsAによる同インテグリンの発現抑制が転写レベルで抑制されるのかどうかRT-PCR法にて検討すると、α2インテグリンmRNAの発現は著しく抑制されていた。更に、CsA投与ラット及び対照群ラットのそれぞれ下顎大臼歯部歯肉よりRNAを分離し、Agilent社cDNAマイクロアレイを用いて同インテグリンの転写調節機構を中心に網羅的解析を行ったところ、エンハンサー結合蛋白であるAP-1の構成サブユニットc-fosのmRNA発現量は50%以下になり、c-fos発現抑制によるAP-1を介してα2インテグリンの発現量は抑制され、歯肉増殖症が発症する可能性が示された。免疫抑制剤サイクロスポリンAの副作用としてI型コラーゲン増生を特徴とする歯肉増殖症が知られている。我々は既に、CsA誘発性歯肉増殖症ラットモデルを用いて、その発症機構として歯肉結合組織でのI型コラーゲンの分解抑制・特に線維芽細胞自身によるコラーゲンファゴサイトーシスの抑制により発症する可能性を報告している。ところで、線維芽細胞によるコラーゲンファゴサイトーシスにおいては、線維芽細胞膜上で発現するα2β1インテグリンは同線維の受容体として働き、更にα2インテグリンが同線維の細胞への結合を制御することが知られている。歯肉増殖症においても、線維芽細胞で発現するαインテグリンが、その発症機構の中心的な役割を果たす可能性が高い。本研究ではラットモデルを用いて、CsA誘発性歯肉増殖症発症におけるα2インテグリンの発現を検討した。まず、CsA投与ラット及び正常ラット歯肉線維芽細胞を分離培養し、それらのコラーゲンファゴサイトーシス能をI型コラーゲンで表面処理した蛍光標識ラテックスビーズの細胞への取り込みをFACScanにて測定すると、CsA投与群では対照群の約1/3にまで抑制されていた。

また細胞膜上でのα2インテグリンの発現量は、蛍光標識抗体を用いてFACScanにて定量化したところ、CsA投与群では対照群に比較して約28%の発現抑制を確認した。これらCsA投与群におけるα2インテグリン発現抑制が転写レベルでの抑制なのかどうかををRT-PCR法にて検討したところ、CsA投与群では明らかに同インテグリンmRNA発現の抑制を認め、以上のことからCsA誘発性歯肉増殖症発症におけるα2インテグリンの関与を認めた(投稿中)。さらに歯肉増殖症におけるα2インテグリン発現調節機構を明らかにするため、正常ラット由来培養歯肉線維芽細胞の培養系にCsAを添加し、AP-1をはじめα2インテグリンmRNA発現を調節するエンハンサー等の発現あるいはリン酸化について検討予定である。免疫抑制剤サイクロスポリンAの長期服用による副作用として、口腔内においては歯肉結合識中におけるI型コラーゲンの増生を主とする歯肉増殖症が知られている。現在までヒト増殖歯肉を用いて多くの研究がなされているが、ヒトの場合、薬剤の投与量、投与期間、年齢、性差等の個人差更に主に歯周炎による歯周組織に存在する炎症により、増殖症発症機構は明確にされていない。我々はこれらの問題をクリアし、増殖歯肉中に殆ど炎症性細胞浸潤を認めないサイクロスポリンA誘発性歯肉増殖症ラットモデルを用いることで、この歯肉増殖症は歯肉線維芽細胞によるI型コラーゲンの分解抑制特に線維芽細胞自身によるコラーゲンファゴサイトーシスの抑制のより発症する事を既に明らかにしている(J Cell Physiol 2000)。そしてこのコラーゲンファゴサイトーシスの抑制は、線維芽細胞膜上でI型コラーゲンの受容体として働くアルファ2インテグリンのmRNA発現抑制により細胞膜上で発現する同インテグリン量が減少して、結果的にコラーゲンファゴサイトーシスが抑制され増殖症が発症する可能性を報告した(J Periodont Res 2003,38:533-537)。そこでアルファ2インテグリンの発現調節機構を中心にAgilent社cDNAマイクロアレイを用いて網羅的にRNA発現の変動を解析したところ、AP-1について興味深い知見を得た。AP-1はアルファ2インテグリンのエンハンサー領域に結合し、同インテグリンのmRNA発現を促進する事が知られているが、AP-1の構成サブユニットc-fosのmRNA発現は50%以下に抑制されていた。これらの事からc-fos発現抑制によるAP-1を介してアルファ2インテグリンの発現は抑制され、歯肉増殖症は発症すると考えられた。
組織破壊に依存しない植物グルコシノレートの新たな分解機構とその生理的意義の解明

自然界の生物が限られた栄養条件下で生命活動を維持する戦略の中に,「1つの化合物群を巧みに制御することでさまざまな機能を持たせる」という方法がある。主にアブラナ科によって生産される含硫黄二次代謝産物のグルコシノレートはその好例であり,外敵に対する化学的防御物質であると同時に,植物自身の生命活動を制御するシグナルとしてもはたらくと考えられている。本研究ではシグナル分子としてのグルコシノレートの機能解明を目指し,生理活性を発揮する起点である分解プロセスを解析する。同位体ラベルなどの合成化学的手法と,各種質量分析装置を駆使したメタボローム解析を組み合わせることで,分解産物のプロファイリングを高感度で実現し,組織破壊を伴わない細胞レベルのグルコシノレート分解現象を明らかにする。本年度は、重水素でラベルしたグルコシノレートの合成に成功し、同化合物で処理したシロイヌナズナ中の代謝産物を質量分析装置で網羅解析した。その結果、特定の化合物群の重水素ラベル体が時間依存的に増減することを見出し、植物体内での推定分解経路の構築に至った。また、この分解経路が特定の環境刺激において観察されるグルコシノレート量の減少と密接に関連していることを明らかにした。さらに、遺伝子変異体を用いた表現型解析から、同経路と関連している可能性が高いタンパク質を複数同定した。特に、グルコシノレート分解酵素として知られる従来のクラスとは異なるβ-グルコシダーゼの1つがグルコシノレート加水分解活性を示す事を明らかにした。本年度は、当初の予定通り同位体ラベル化グルコシノレートの合成に成功し、同化合物で処理したシロイヌナズナのメタボローム分析によって、組織破壊に非依存的な植物体内でのグルコシノレート分解の一端を明らかにした。また、この分解経路が特定の環境刺激において観察されるグルコシノレート量の減少と密接に関連していることが示唆され、グルコシノレート分解が環境刺激に対する適応応答にも貢献することもわかった。さらに、トランスクリプトーム情報と遺伝子変異体による解析から、同経路を担う複数の酵素の同定に成功し、特に、従来の常識よりもはるかに幅広いクラスのβ-グルコシダーゼがグルコシノレートを分解できる可能性を示した意義は大きい。以上より、植物が一次代謝産物を活用して積極的にグルコシノレートを分解する「カタボリズム」のシステムを有していることが明らかとなった。同システムのさらに詳しいメカニズムの解明が待たれるほか、より多様な二次代謝産物にも「クラッシュ&ビルド」の概念が適用できる可能性が生まれ、これまでは生合成に多くの目が向けられてきた同研究領域に一石を投じることができたと考えている。当初の研究計画に従い、残りの実験を随時進めていく。同位体ラベル化グルコシノレートについては、異なる元素・位置をラベルした誘導体をさらに作成し、同分解経路を異なる視点から解析する。並行して、マイクロアレイデータとの統合解析による分解経路の責任遺伝子群の同定を継続して行う。代謝物の時系列変化と協調する遺伝子をBL-SOM法などで抽出し,各変換反応への関与が予想される遺伝子を絞り込む。有望な遺伝子については変異体を取得し,代謝物の変化などから関連性を証明する。さらに、分解産物の添加に対するシロイヌナズナの応答解析を行う。GLSの多機能性が分解産物の多様性に由来するという仮説の下,実生を様々なGLS分解産物で処理し,統合オミクス解析を行う。オミクスデータを各分解産物の「表現型」とし,植物の生命活動への寄与を比較解析する。

さらに、トランスクリプトーム情報と遺伝子変異体による解析から、同経路を担う複数の酵素の同定に成功し、特に、従来の常識よりもはるかに幅広いクラスのβ-グルコシダーゼがグルコシノレートを分解できる可能性を示した意義は大きい。以上より、植物が一次代謝産物を活用して積極的にグルコシノレートを分解する「カタボリズム」のシステムを有していることが明らかとなった。同システムのさらに詳しいメカニズムの解明が待たれるほか、より多様な二次代謝産物にも「クラッシュ&ビルド」の概念が適用できる可能性が生まれ、これまでは生合成に多くの目が向けられてきた同研究領域に一石を投じることができたと考えている。当初の研究計画に従い、残りの実験を随時進めていく。同位体ラベル化グルコシノレートについては、異なる元素・位置をラベルした誘導体をさらに作成し、同分解経路を異なる視点から解析する。並行して、マイクロアレイデータとの統合解析による分解経路の責任遺伝子群の同定を継続して行う。代謝物の時系列変化と協調する遺伝子をBL-SOM法などで抽出し,各変換反応への関与が予想される遺伝子を絞り込む。有望な遺伝子については変異体を取得し,代謝物の変化などから関連性を証明する。さらに、分解産物の添加に対するシロイヌナズナの応答解析を行う。GLSの多機能性が分解産物の多様性に由来するという仮説の下,実生を様々なGLS分解産物で処理し,統合オミクス解析を行う。オミクスデータを各分解産物の「表現型」とし,植物の生命活動への寄与を比較解析する。
強磁性ドット(列)をもつ半導体細線におけるスピン制御伝導のミクロ解析

本年度は、次年度以降の低温走査プローブ顕微鏡(SPM)装置(磁気力顕微鏡(MFM)又は、スピン偏極走査トンネル顕微鏡(STM))の試作に向け次の2つのことを平行して進めた。1)タイプの異なる2種類のMFMによる強磁性金属ドットの室温での磁区構造観察、および2)簡単な構造の低温STMの極低温動作試験。この内2)では、量子ホール状態でのエッジ状態のミクロ観察を試みつつ、非磁性仕様の確認、低温化に伴うスキャン範囲のずれや縮小の程度を調べた。その結果、エッジ状態の電流像と思われるイメージを観測できたが、像の再現性、解釈について検討の余地があり、今後さらに追試が必要である。又、特に1)からは、半導体細線に埋め込んだ強磁性ドットの磁区のダイナミクスについて重要な知見を得ることができた。即ち、作製条件に依存してかなり小さいサイズのドットでも内部に磁壁が存在しえて、適当な外部磁場を印加することによりそれを消失させ、単一磁区にできることがわかった。この結果は、直径、高さの異なる様々なドットのMFM測定においても確認された。この磁区のダイナミクスはドットを通過する電子輸送に反映され、磁壁の有無に依存した伝導特性の変化が観測できた。即ち、今ドットは十分に小さいため、クーロンブロケード現象が起こるが、印加磁場が0の状態のクーロンギャップが、磁場印加により約半分の大きさになることがわかった。また、クーロン振動も磁化前は不規則でゲート電圧の掃引方向に対し再現性に乏しかったが、磁化後は周期的でかつ再現性のある信号が観測できた。これらの結果は磁壁を抵抗壁として扱う古典的なモデル(磁化前は磁壁で分離された2つのサブドットとして伝導に寄与するのに対し、磁化後は大きさが約2倍の単一のドットとして振る舞う)で定性的に説明できることが分かった。
ホウレンソウにおける性決定遺伝子コード候補領域の絞り込み

ホウレンソウからは,雄株および雌株の他に雌雄双方の機能を備えた間性株も見出される.これらの多様な「性」はホウレンソウにおける効率的F1採種に必要な受粉制御技術を確立する上で重要な形質である.本研究では,性決定遺伝子座の構造解析を試みた.先ず,Y遺伝子座の解析からは,この遺伝子座を含む周辺領域は減数分裂期の相同組み換えが抑制された雄特異的領域であることが示唆され,この領域は少なくとも840 kbp以上である可能性が示された.さらに,この領域の一部の配列を決定した結果,大部分が新規のレトロエレメントで占められていた.その一方で,タンパク質コード候補遺伝子は僅かに4個しか見出されなかった.ホウレンソウの雄性決定遺伝子を含む染色体領域の減数分裂時の組換え抑制について検証するために,1000個体以上の分離集団を用いて雄性決定遺伝子と6個の性連鎖SCARマーカーとの間における組換え頻度を調査した.その結果,当該遺伝子とマーカーとの間の組換え型個体は見出されなかった.さらに,世界各地から収集されたホウレンソウ遺伝資源および品種(合計30アクセションおよび4品種)においても,雄性決定遺伝子は前述の性連鎖SCARマーカーと強固に連関していることを確認した.雄特異性が示された6個のSCARマーカー(雄特異的マーカー)を用いて,選抜されたBACクローン(合計25)の中から,7個を選んで(総全長600Kbp)の塩基配列を決定した.その結果,この領域からレトロエレメント様配列が頻繁に見出されることが判った.その頻度はホウレンソウと近縁の両性花植物であるテンサイのゲノムと比べて,ホウレンソウ雄特異的ゲノム領域の方がおよそ3倍高い.さらに,雄特異的領域は,約70%が内部重複している配列に占められており,高コピー配列と低コピー配列がモザイク状に並んでいることも判明した.一方,ホウレンソウ雄特異的ゲノム領域の遺伝子密度は1gene/74.9kbpと見積もられたが,この値はホウレンソウの1.3倍のゲノムサイズを有するテンサイの平均遺伝子密度(1gene/11kbp)と比べて極めて低い.レトロエレメント様配列および反復配列に富んでいることや遺伝子密度が低いという特徴は,これまでにも多くの動植物の性染色体(YもしくはW)における雄もしくは雌特異的領域から見出されている.ホウレンソウの雄特異的領域(MSY, Male Specific region of Y)の一部(約500 Kbp)をカバーするBACクローンの配列について再解析を試みた.その結果,この配列の約60%が反復性の配列(転移因子様配列,Simple repeat, Low complexityおよびMini-satellite)で占められることが判明したが,その大部分が2種類のレトロエレメント(SpRE1およびSpRE2と命名)であることが判明した.SpRE1はタンパク質コード配列の配置に基づいてTy1-copia型に分類されたが,そのLTR配列は既知のものとは相同性を示さない新規のLTRであった.一方,SpRE2のLTRはSpRE1のそれらと高い相同性を示した.しかしながら,SpRE2からはタンパク質コード配列が見出されないことから,非自立型のレトロエレメント(LARD, Large Retrotransposon Derivatives)であることが判明した.ホウレンソウの間性(雌雄同株性)の発現にかかわる主働遺伝子Mのポジショナルクローニングに向けて,これに近接する2つのSCARマーカー(SP_0008およびSP_0022)を作成した.このマーカーに拠って,Mの座乗領域を6 cMの範囲に絞り込むことができた.このマーカーを用いて単離されたホウレンソウゲノムBACクローンを起点にクロモソームウォーキングを試みたが,SpRE1およびSpRE2などの散在性反復配列に阻まれてBACコンティグを拡張させることはできなかった.従って,さらにMに近接したマーカーを開発することが今後の課題である.その有効な方策の一つとして,筆者はSpRE1/SpRE2のLTR配列を利用したTD(トランスポゾンディスプレイ)解析によってマーカー開発を実施することを予定している.ホウレンソウからは,雄株および雌株の他に雌雄双方の機能を備えた間性株も見出される.これらの多様な「性」はホウレンソウにおける効率的F1採種に必要な受粉制御技術を確立する上で重要な形質である.本研究では,性決定遺伝子座の構造解析を試みた.先ず,Y遺伝子座の解析からは,この遺伝子座を含む周辺領域は減数分裂期の相同組み換えが抑制された雄特異的領域であることが示唆され,この領域は少なくとも840 kbp以上である可能性が示された.さらに,この領域の一部の配列を決定した結果,大部分が新規のレトロエレメントで占められていた.その一方で,タンパク質コード候補遺伝子は僅かに4個しか見出されなかった.ホウレンソウ雌株と雄株の戻し交雑集団(BC1)において,雄性決定遺伝子と共分離する4個のAFLPマーカーをBAC選抜に適したSCARマーカーに変換した.さらに,雄性決定遺伝子(Y)に近接して挟むようにマップされる共優性分子マーカーセットも開発した.雄性決定遺伝子と共分離する7個のSCARマーカー(前述の4個および既存の3個)を用いて,ホウレンソウ雄株ゲノムのBACライブラリーのスクリーニングを行った.その結果,6個のマーカーによって,合計21個のBACクローンが単離された.

選抜に用いたマーカーは互いに共分離する(すなわちマーカー間距離0cM)にも拘らず,各マーカーから共通したクローンが選抜されることは無かった.すなわち,雄性決定遺伝子(Y)が座乗する領域は,組換えが広範囲に亘って抑制されている可能性が示唆された.つまり,ホウレンソウの雄株において性決定遺伝子が座乗する染色体対(XおよびY染色体)の片方には(Y染色体)には組換えが抑制された雄特異的領域があると理解できる.雄特異的領域を部分的にカバーする21個のクローン整列化を行った(BACコンティグの構築).さらに,当該BACクローンの末端配列を起点してゲノムをーキングを試みたが,反復配列に阻まれてBACコンティグを僅かに伸長させることしか出来なかった.一方,X染色体における雄特異的領のカウンターパート領域のポジショナルクローニングするために,雌株と間性株とのF2交雑集団を用いて当該領域に座乗する分子マーカーの作成を試みた.その結果,この領域に11個の分子マーカーが開発された.昨年度に今後の方針として掲げた以下の点を達成することができたので、「おおむね順調に進展している」という評価を与えた。→ホウレンソウの雄性決定遺伝子座周辺の染色体領域の減数分裂時における組換えが完全に抑制されていることを示すデータを揃えられたこと→当該領域のうち約600kbpの領域の塩基配列を決定し,この領域を塩基配列レベルで詳細に特徴づけることに成功したH23年度の解析を通じて,ホウレンソウの雄株において性決定遺伝子が座乗する染色体対(XおよびY染色体)の片方には(Y染色体)には組換えが抑制された雄特異的領域がある可能性を明らかにした.さらには,雄特異的領域を部分的ながらカバーするBACクローンを揃えて整列化まで達成した.さらには,新学術領域「ゲノム支援」からの研究支援を得て,雄特異的領域のBACクローン7個(約600kb)の塩基配列解析にも着手しているので,当初の計画よりも研究が進展したと評価した.1雄特異的AFLPマーカーの開発と雄特異的BACクローンの単離を行い,最終的には雄特異的領域をカバーするBACコンティグの構築を行う.2ホウレンソウと同じアカザ科のテンサイのゲノム情報(高密度EST-SNPマーカー連鎖地図およびドラフトゲノム配列)を利用して,間性遺伝子に近接する分子マーカーの開発を行う.さらに、これらのマーカーを活用して間性遺伝子座をカバーするBACコンティグの構築を行う.3間性遺伝子座乗領域の精密マッピングを行うとともに,間性決定遺伝子コード候補領域を推定する.ホウレンソウの雄株において性決定遺伝子が座乗する染色体対(XおよびY染色体)には異型性が無いことが古くから知られている.つまり,ホウレンソウの性染色体は常染色体に近く,進化的には初期段階にあると考えられる.さらに,本研究からホウレンソウのY染色体には組換えが抑制された雄特異的領域が存在する可能性が示されたことを踏まえて,今後はY染色体における雄特異的領域とX染色体における雄特異的領域のカンターパート領域の構造の解析を通じて性染色体成立の初期過程の解明に取り組む.
便移植による脂肪肝改善と肝再生促進の検討

生活習慣に伴う、いわゆるメタボリック症候群による脂肪肝の増加に伴い、脂肪肝を背景肝とする肝切除症例が増加しており、脂肪肝に伴う肝再生不良が問題となる。近年、腸内細菌叢の研究が行われ、高脂肪食により誘導されたラット脂肪肝において、健常者と比較して腸内細菌叢の分布に差があることが明らかとなっている。また、臨床において、重症偽膜性腸炎に対する便移植の有効性が報告されている。これらの背景から、脂肪肝への便移植に着目し、健常便移植により腸内細菌叢を整えることで、脂肪肝が改善し、さらに肝再生促進が期待できると考えた。本研究では、脂肪肝導入ラットモデルを作製し、健常ラット便移植によって脂肪肝が改善するか否か、さらに肝再生促進効果があるか否かを検討することを目的とした。SD系ラット(1012週齢)を対象とし、1コントロール群、2高脂肪食群、3高脂肪食+便移植群の3群に群別し、1コントロール群には基本飼料を、2、3の高脂肪食群には高脂肪食をそれぞれ10週間与え、10週後に70%の肝切除を行うこととした。肝切除後に、3便移植群に対して、健常ラット便を投与し、肝機能評価、病理組織学的評価を行うこととした。コントロール群と高脂肪食群において、それぞれ体重の変化を計測した。また、肝切除モデルを作成するために、麻酔導入したラットに70%肝切除を行い、肝切除モデルの作製が可能であることを確認した。定期的にラットケージより糞便を回収し、便移植を試みた。便移植後、肝再生を評価したが、明らかな差は認めなかった。課題として、便の成分解析が不十分であること、肝切除のタイミングが考えられる。肝切除前の腸内細菌叢の変化の解析が必要であると考える。
ハンセン病問題の現状をめぐる日本・韓国・台湾の国際比較研究

ハンセン病問題での韓国調査は2012年以来4年連続で実施し、黒坂愛衣と金香月が「韓国ハンセン総連合会」の機関誌『ハンセン』に調査報告を韓国語で連載してきた。台湾調査は2014年と15年の2回実施した。また、2015年5月に東京で開催された第11回「ハンセン病市民学会」の実行委員会事務局長を福岡安則が務め、「韓国ハンセン総連合会」と台湾「楽生保留自救会」のリーダーたちを招いて、交流を深めた。日本が植民地支配下に造ったハンセン病療養所である韓国のソロクト病院が2016年5月に「百周年」を迎えて開催された国際学術集会で、福岡が報告した。韓国・台湾・日本のハンセン病問題の現状をめぐっての国際比較をめざす本調査研究として、平成26年度は、8月20日(水)28日(木)の8泊9日の日程で「韓国の定着村」のフィールドワークと聞き取り調査を実施した。調査メンバーは、研究代表者の福岡安則、連携研究者の一盛真、そして黒坂愛衣(平成27年3月13日付で研究分担者に加わることが承認された)、通訳の役割を担う研究協力者の金香月と上山由里香の5名。21日、慶尚北道の定着村「聖信村(ソンシンマウル)」、2223日、同じく慶尚北道の「漆谷村(チルゴクマウル)」調査、24日、大邱市(テグシ)の「愛楽園(エラグォン)」視察、25日26日、安東市(アンドンシ)の「星座園(ソンジャウォン)」調査。27日、ソウルで「ハンセン総連合会」事務所訪問、意見交換。ーハードな調査スケジュールであったが、たいへん中身の濃い実り豊かな調査旅行となった。研究成果としては、黒坂愛衣が、「第30回日本解放社会学会大会」で韓国調査の報告をしたほか、「韓国ハンセン総連合会」の隔月刊の機関誌『ハンセン』に、3回にわたって韓国語で調査結果を報告させていただいた。本調査研究は、韓国・台湾・日本のハンセン病問題の現状をめぐっての国際比較をめざすものであるが、平成27年度は、5月9日10日に開催された「第12回ハンセン病市民学会in東京&駿河」の「実行委員会事務局長」を研究代表者の福岡安則がつとめたこともあり、「国際連帯分科会」参加のために来日した、「韓国ハンセン総連合会」および台湾の「楽生保留自救会」のみなさんとの交流を深める絶好の機会となった。8月19日26日には、昨年度に引き続き、韓国での「定着村」のフィールドワークと聞き取り調査を実施した。調査メンバーは、研究代表者の福岡安則、研究分担者の黒坂愛衣、研究協力者の金香月と上山由里香(このふたりは通訳の役割も担った)と菊池結の5名。調査は、京畿道というソウル市郊外の「都市近郊型」の4つの定着村と、天主教による「聖ラザロ園」を対象とした。また、「韓国ハンセン総連合会」の会長と専務理事から、それぞれライフストーリーの聞き取りも実施でき、実り豊かな調査旅行となった。研究成果としては、黒坂愛衣と金香月が、「韓国ハンセン総連合会」の隔月刊の機関誌『ハンセン』に、3回にわたって韓国語で調査報告をさせていただいた。調査対象者たちとの関係性はきわめて良好であり、予定された調査が滞りなく進められた。社会学今後の研究の推進方策としては,「ハンセン病問題の現状把握」のより大掛かりな国際比較研究を可能にする土台づくりを平成27年度中に構築し,いずれ「基盤研究(A)(一般)」に応募して,調査チームの拡充も図りたいと考えている。まずは,この5月9日10日に開催された「第11回ハンセン病市民学会in東京・駿河」では,研究代表者の福岡安則が「実行委員会事務局長」をつとめた。これは,社会学の領域でいう“アクションリサーチ"という技法であり,調査対象が社会問題であるとき,当事者たちによるさまざまな社会的実践がなされる。研究者自身がその渦中に入ることにより,通常では得難い情報が入手可能となるなど,利便性に富む。同大会では,福岡が「分科会国際連帯」のコーディネーターをつとめたことで,これまでの調査で懇意になった「韓国ハンセン総連合会」の会長,専務理事と,「台湾楽生院」の保存運動を展開する「台湾楽生保留自救会」の初代会長,現会長をゲストとしてお招きした。このことをとおして,韓国・台湾の当事者たちとよりいっそうの親密関係を構築できるはずである。

平成27年度の目玉となる具体的な調査計画としては,8月19日26日の7泊8日の日程で,韓国のソウルを訪ね,「韓国ハンセン総連合会」の会長,専務理事からの聞き取り調査やソウル近郊のいくつかの「定着村」調査を実施する予定である。残った予算で,日本国内のハンセン病療養所での補充調査を実施するとともに,聞き取りの音声おこしなどを精力的に進める。学会報告をするとともに,韓国ハンセン総連合会の機関誌『ハンセン』に,韓国語で調査結果を連載する。調査結果整理のための消耗品代を節約することができたため,である。調査結果を一日も早く公表できるようにするため,聞き取りデータの「音声おこし」作業の謝金に有効に使う予定である。
ジャガイモ塊茎形成におけるフロリゲン複合体の機能解析および育種への展開

ジャガイモフロリゲンSP6Aタンパク質による塊茎誘導が、フロリゲンによる花成誘導と同様の分子機構によってなされていることを明らかにした。花成は、フロリゲンが14-3-3との相互作用を介して転写因子FDと複合体を形成して花芽形成遺伝子の転写を活性化することで誘導される。塊茎誘導においても、SP6Aが14-3-3との相互作用を介してFDのホモログStFDL1と相互作用することが重要であることを、in vitroおよびin vivoの相互作用解析や形質転換ジャガイモの表現型解析によって明らかにした。また、花成に抑制的に働くTFL1のジャガイモホモログが塊茎抑制に働くことを明らかにした。ジャガイモの塊茎促進に関わるフロリゲン複合体の構成要素の候補の単離を行なった。ジャガイモゲノム配列情報を基に、イネ花成制御に働くフロリゲン複合体構成要素のホモログを網羅的に同定し、次に、それらの中で、ジャガイモ塊茎分化前のストロン組織で強く発現する遺伝子をRT-PCR法により同定した。次にフロリゲン受容体である14-3-3の塊茎促進における役割を明らかにするために、フロリゲンおよび様々な14-3-3結合喪失変異を導入したフロリゲンを発現させる形質転換ジャガイモを作製し、14-3-3相互作用能が塊茎促進に重要であることを明らかにした。ジャガイモゲノムに見出されるすべての14-3-3アイソフォームについて、RT-PCRによる組織特異的発現解析を行なったところ、調べたほぼすべてが塊茎形成前のストロンで強く発現していた。そして、フロリゲンとの相互作用について14-3-3アイソフォーム特異性を、酵母ツーハイブリッド解析により調べたが、1つを除くすべてが強く相互作用していた。酵母ツーハイブリッド解析で特に強い相互作用を示したものについて、BiFC法やpulldown法による相互作用解析を行なった。そしてさらに、変異導入フロリゲンについても同様の解析を行い、両者の相互作用が特異的なものであることを確認した。次に、先に候補として同定したFDホモログやTFL1ホモログについて、同様の14-3-3との相互作用解析(酵母ツーハイブリッド法、BiFC法、pulldown法)を行ない、過剰発現体やRNAiによる発現抑制体を作製した。前年度に作成した、ジャガイモの塊茎形成制御に関わるフロリゲン複合体の構成要素候補のFDホモログ(StFD, StFDL1a, StFDL1b)やTFL1ホモログの過剰発現体やRNAi発現抑制体の表現型解析を行った。その結果、3種類のFDホモログの過剰発現体では、非形質転換対と比較して塊茎形成時期に違いは観察されなかった。発現解析では3つのFDの発現量はストロン(地下茎)分化の過程で大きく変化しないことから、FDは恒常的に十分量発現しており、その発現量の上昇が塊茎形成促進に必須ではないことが示唆された。RNAi発現抑制体の解析では、トマトの花成促進にかかわるSPGBのオーソログと考えられるジャガイモFDホモログStFDのRNAiは塊茎形成時期に影響しなかったのとは対照的に、StFDL1a/bのRNAiでは有意な塊茎形成遅延が観察された。これは、転写因子の置換によってフロリゲン複合体の標的が変化するという作業仮説を支持している。TFL1ホモログについて、前年度に作成した過剰発現体やRNAiによる発現抑制体の表現型解析を行った。4つのTFL1(StSP, StBFT1, StBFT2, StSP9D)の過剰発現体は長日条件において、いずれも塊茎形成時期の遅延が観察された。発現解析から、4つのTFL1のうち、StSP, StBFT1がストロンで強く発現していた。そこで、StSP, StBFT1のRNAi発現抑制体の表現型解析を行ったところ、長日条件において有意な塊茎形成促進が観察された。実験スペースをとらず観察が容易な試験管内での塊茎誘導アッセイ系を用いて塊茎形成能を評価したところ、同様に、長日条件において塊茎形成促進が観察された。平成27年の実験計画のうち、塊茎を誘導するフロリゲンの直接な標的遺伝子と考えられる初期応答遺伝子の同定については、計画した実験では今のところ成功していない。しかし、本研究の最重要課題のひとつであるTFL1の機能解析を集中的に行い、フロリゲン・アンチフロリゲンによるバランス制御仮説を支持する結果が得られつつある。フロリゲンの複合体形成による塊茎形成促進に関しては、計画していた実験から予定していたデータがそろい、論文投稿中である。最終年度は、これまでに作成した形質転換体の詳細な表現型解析を行なった。これまでの塊茎形成時期の解析は、主に植物育成室を用いて、非誘導条件である長日条件での塊茎誘導時期を調査していた。その理由は、多数の形質転換植物の栽培・表現型調査に広い育成スペースが必要であったからである。そのため、本来の塊茎誘導条件である短日条件での塊茎形成解析は遅れていた。そこで最終年度は、2台の植物グロースチャンバーを確保し、そこで強い塊茎誘導条件である短日条件を設定し、導入遺伝子の発現が安定している形質転換株について塊茎誘導時期を調べた。その結果、コントロールである野生型植物およびGFP過剰発現植物では、これまでの予備実験と同様に、すべて土移植後4週間で塊茎形成が観察された。ジャガイモの4つのTFL1の過剰発現体のうち、3つの過剰発現体においては、6週間目以降に塊茎形成が観察され、有意に塊茎形成時期が遅れた。

対照的に、それらの14-3-3相互作用領域に変異を導入した過剰発現体においては、土移植後4週間で塊茎形成が観察され、有意な遅れは観察されなかった。以上から、少なくとも3つのTFL1が14-3-3相互作用依存的に塊茎抑制に働いていることが示唆された。この結果は、フロリゲン・アンチフロリゲンのバランスによる発生制御モデルを支持するものと考えている。これまでに得られていたStSP6Aによる塊茎誘導とその14-3-3相互作用依存性、StFDL1ノックダウンによる塊茎形成遅延、StSP6Aと14-3-3とStFDL1の組織・時期特異的RNA発現やタンパク質の細胞内局在および相互作用の結果をあわせて、その成果を論文公表した。ジャガイモフロリゲンSP6Aタンパク質による塊茎誘導が、フロリゲンによる花成誘導と同様の分子機構によってなされていることを明らかにした。花成は、フロリゲンが14-3-3との相互作用を介して転写因子FDと複合体を形成して花芽形成遺伝子の転写を活性化することで誘導される。塊茎誘導においても、SP6Aが14-3-3との相互作用を介してFDのホモログStFDL1と相互作用することが重要であることを、in vitroおよびin vivoの相互作用解析や形質転換ジャガイモの表現型解析によって明らかにした。また、花成に抑制的に働くTFL1のジャガイモホモログが塊茎抑制に働くことを明らかにした。平成26年の実験計画のほぼすべてを予定通り終了させた。塊茎を誘導するフロリゲンの直接な標的遺伝子と考えられる初期応答遺伝子の同定については、計画した実験では今のところ成功していない。実験条件を再検討して今年度も引き続き行う。平成27年度に得られた結果を基にして、FDホモログやTFL1ホモログの過剰発現体やRNAi植物体)の塊茎形成時期の解析を行う。TFL1ホモログのFDホモログや14ー3ー3への相互作用解析を行う。塊茎が形成されるストロンでのFDホモログの詳細な発現解析を行なう。植物分子生物学平成26年度に得られた結果を基にして、前年度に引き続き必要な形質転換体(FDホモログやTFL1ホモログの過剰発現体やRNAi植物体)を作製する。すでに作製された形質転換体については、順次、鉢植えにして長日条件下で塊茎形成能を調べる。同時に、実験スペースをとらず観察が容易な試験管内での塊茎誘導アッセイ系を用いて塊茎形成能を評価し、導入遺伝子の役割を明確にする。前年度に同定できなかったジャガイモフロリゲンの標的遺伝子の同定を行う。塊茎が形成されるストロンでの詳細な発現解析を行なうため、FDホモログやTFL1ホモログのプロモーター領域をクローニングし、プロモーターGUS解析のための形質転換体を作製する。作業仮説の検証に重要なTFL1形質転換植物の表現型解析(鉢植え植物の塊茎形成時期解析)やTFL1発現解析を重点的に進めた。これらの実験は高価な試薬を使わないため、当初計画より少ない支出となった。形質転換植物の作成が予想以上に順調に進んだため、作成に必要とされる試薬や消耗器具を新規購入することなく既存のストックでまかなうことができた。そのため、計画より少ない支出で結果が得られた。一方で、フロリゲンの初期応答遺伝子の同定実験は、予備実験から予想外に困難であったため、一時中断した。
木質バイオマスを由来とする新規多孔体の開発と透明断熱材への応用

TEMPO酸化セルロースナノファイバーより得られるエアロゲル(TO-CNFエアロゲル)は高透明性・超断熱性を有する多孔体で、透明な断熱材への応用が期待されている。しかし、このエアロゲルの調製には、実用性に乏しい超臨界乾燥法を必要とする。そのため、簡便だが現状では大幅な物性低下を引き起こす、蒸発乾燥法による調製に着目した。本研究では、蒸発乾燥法により、エアロゲルに匹敵する特性を有するTO-CNF多孔体の調製を試みる。
Ｗｅｂサービス技術を応用した診療情報の活用に関する研究

本研究では、診療情報の活用を効率的に行うため、診療情報を意味のある単位でまとめ、各種システムに提供するWebサービスを構築した。さらに、構築したWebサービスを利用し、システムを開発することで、Webサービスの有用性を検討した。構築したWebサービスを利用したシステムとして、関節リウマチ患者を対象とした携帯端末センサ情報収集方式のライフログ記録システム、臨床知識獲得のための診療情報を用いた仮説発見支援システム、外部情報を用いた学習のための診療文書のランキングシステム診療情報を用いた自動DPCコーディングシステムなどを開発した。本研究では、知識処理による診療情報の活用を効率化するため、各種診療情報を提供するWebサービスの構築を行う。さらに、構築した診療情報提供Webサービスを利用した知識処理システムを開発することで、構築した診療情報提供Webサービスの有用性の検証を行う。初年度である平成24年度に診療情報提供Webサービスの構築を行い、次年度に予定していた診療情報提供Webサービスを利用した知識処理システムの1つであるDPCコーディング支援システムの開発に着手した。そして、昨年度(平成25年度)に、予定通り、そのDPCコーディング支援システムの開発を行い、評価を行った。評価において、DPCコーディング支援システムが推定するDPCコードの精度が95%を超えるDPCコードが一定存在することがわかり、本システムによって医師の業務負担に貢献できることが示唆された。また、その他にも診療情報の患者横断的な検索システムを構築した。本システムは本年度(平成26年度)に院内に公開し、評価を行う予定である。その他にも、診療予約システム・B型肝炎ウィルス再活性化防止支援システムを構築し、院内業務の円滑化、安全対策支援を行うことができた。これらに関しても、最終年度である本年度(平成26年度)に評価を行う予定である。初年度に構築した診療情報提供Webサービスを利用し、昨年度に多くのWebシステムを構築したことで、診療情報提供Webサービスの有用性を示すことができた。本研究では、知識処理に依る診療情報の活用を効率化するため、各種診療情報を提供するWebサービスの構築を行う。初年度である平成24年度には、本研究の根幹となる診療情報提供Webサービスの構築を行う予定をしていた。そして、実際に、検査情報、処置情報、処方情報、経過文書、退院時サマリといった診療情報のWebサービス化を行った。このWebサービスにおいて、日時の指定や診療科の指定、あるいは、処置や検査結果などによる絞り込みに対応することで、システムからの様々な要求に柔軟に対応できる仕組みを実現した。さらには、平成25年度に予定していた診療情報提供Webサービスを利用した知識処理システムの一部の開発に着手した。構築を開始したシステムとして、自動DPCコーディングシステムがある。DPCとは診断群分類と呼ばれる分類であり、患者の主傷病や患者の受ける処置などに応じて患者を分類する体系である。DPC対象病院において入院患者のDPCコードを医療従事者が1つ定める必要があるが、このDPCコードの付与作業が業務的な負担となっている。そこで、我々はこのDPCコーディングを支援するシステムの構築を行った。このシステムでは入院患者の処置情報や退院時サマリを構築したWebサービスより取得し、過去の情報を教師とすることで、DPCコードの推定を行う。今後はこのシステムを実ユーザに使用してもらうことで、評価を行なっていく予定である。本研究では、知識処理による診療情報の活用を効率化するため、各種診療情報を提供するWebサービスの構築を行った。さらに、構築した診療情報提供Webサービスを利用した知識処理システムを開発することで、構築した診療情報提供Webサービスの有用性の検証を行った。初年度である平成24年度に診療情報提供Webサービスの構築を行い、診療情報提供Webサービスを利用した知識処理システムの1つであるDPCコーディング支援システムの開発に着手した。そして、次年度である平成25年度に、そのDPCコーディング支援システムの開発を行い、評価を行った。評価において、DPCコーディング支援システムが推定するDPCコードの精度が95%を超えるDPCコードが一定存在することがわかり、本システムによって医師の業務負担軽減に貢献できることが示唆された。また、その他にも診療情報の患者横断的な検索システム・B型肝炎ウィルス再活性化防止支援システムを構築し、院内業務の円滑化、安全対策支援を行うことができた。最終年度である平成26年度には、患者横断的な検索システム・B型肝炎ウィルス再活性化防止支援システムを院内に公開することで、評価を行った。全体を通じて、診療情報提供Webサービスを利用した多くのWebシステムを構築し、Webシステムの有用性を評価できたことで、診療情報提供Webサービス自身の有用性を実証することができたと考えている。医療情報学1年目に診療情報提供Webサービスの構築、2年目に診療情報提供Webサービスを利用したWebシステムの構築を予定していた。そして、2年目である昨年度、当初の予定通り、診療情報提供Webサービスを用いた各種Webシステムを複数構築することができたため。

平成24年度に計画していたWebサービスの構築は終了し、平成25年度に計画していたWebサービスを用いた知識処理システムの一部の構築を行ったため。最終年度である本年度は、昨年度に引き続き、診療情報提供Webサービスを利用したWebシステムの構築を行う。そして、これまで構築したWebシステムの評価を行う。また、Webシステムを新たなWebサービスとして再利用することで、新たなWebシステムの構築が可能であることを示す。平成25年度に計画していた診療情報提供Webサービスを用いた知識処理システムの開発を引き続き行う。開発予定のシステムとして、類似症例検索システム、自動DPCコーディングシステム、タブレット端末用診療情報閲覧システムなどがある。本年度の研究は順調であり、予定していた経費をほぼ使用し、次年度の繰越は4万円弱となる。そのため、研究を進めるために必要となるハードディクスなどの物品費、あるいは、筆記用具などを購入する予定である。
フックス型微分方程式の代数幾何、微分幾何及び位相幾何的研究

研究代表者(吉田)は分担者佐々木武氏等の協力のもとに、線型偏微分方程式系(解空間は有限次元)の幾何学的理論を推進させた。即n変数階数r+1の線型微分方程式系の解をならべてI次元複素射影空間への埋め込みを作ることにより、微分方程式を射影部分多様体を対応させ、r=n+2の場合に、微分方程式の係数の微分不変式と射影多様体の射影不変式の関係を明確にした。この場合の幾何は射影超曲面の等角幾何である。更に数種の代数多様体のモジュライを記述する微分方程式系(ガウス・マニン接続)を前述の不変量を計算することによって具体的に求め、微分方程式論的群論的代数幾何的及び数論的性質をくわしく調べた。特に代数多様体がある種のK3曲面のとき我々の研究した微分方程式は、最近ゲルファント達の提唱している超幾何方程式の一般化の一番実り多い例の解析になっている。分担者山崎正は、一般次のジ-ゲル保形型式に対応するディリクレ級数の解析的性質を、重さ0の非正則なアイゼンシュタイン級数とのコンボル-ションを取ることにより導出した。即昔Rankinが楕円モジュラ-に対してやった“Symmetric scquare"がこの場合に拡張出来ることを示した。分担者塩浜勝博は、非負曲率完備多様体上の局所凸集合の位相に関するBurago-Zalgallerの結果を更に精密化し、Gromoll-CheegerのSoul Theoremを一般化して、凸集合の位相構造に関する最終結果を得た。分担者茂手木公彦は3次元球面の中の結び目をそれを内部に含むソリッドト-ラスに関してねじった際に結び目のTypeが変るか否かについて調べ、ソリッドト-ラスが自明でない時はいつでも変り、そうでないときも変らないのは高々有限ケのTwistであることなどを示した。また、twistに関して不変な性質についても調べた。
製品の機能的多様性と構造的類似性の定量的評価と設計支援システムへの応用

今年度は,昨年度からの集積回路の実装設計におけるモジュール配置問題に加えて,新たに組立ロボットの制御と電子デバイスの最適設計を対象とし,提唱している設計論に基づくメタ戦略を適用するとともに,計算機実験を通じてその有効性を検証した.以下に,各研究の概要と成果,今後の展開を述べる.1.モジュール配置問題総配線長が最短となるような回路素子の基板上への配置方法を考える場合,そのような配置方法(最適解)は幾つも存在して一意に決まらない.本研究では,複数の最適解を持つモジュール配置問題に対し,今西進化論をアナロジーとする遺伝アルゴリズムを適用することで,構造の異なる最適解から成る集合を求めた.設計者は得られた複数の最適解の構造を比較することで,目的関数(配線長)には反映されない電気的特性などの機能から各最適解を多角的に評価することができる.2.組立ロボットの制御能動的な行為によって組立作業を遂行するロボットの制御において,順序機械で定義された動作パターン生成器(APG)の適切な構造を決定するために遺伝アルゴリズムを適用した.また,最適なAPGを内蔵したロボットは環境との相互作用を通じて,各部品の形状やその初期位置の違いを識別するとともに,組立作業の完了を自ら認識し停止できることを確認した.3.電子デバイスの最適設計弾性表面波(SAW)フィルタの周波数特性(機能)は,基板上に配置されたすだれ状電極と反射器の形状等(構造)に依存する.本研究では,三電極SAWフィルタの設計を最適化問題として定式化するとともに,k次元近傍に基づく可変近傍探索法(VNS)を適用し,与えられた仕様を満たす周波数特性が実現できることを示した.今後の課題は,VNSと遺伝アルゴリズムを組み合わせることで,最適化手法の大域的な検索能力を向上させることである.今年度は,昨年度からの集積回路の実装設計におけるモジュール配置問題に加えて,新たに組立ロボットの制御と電子デバイスの最適設計を対象とし,提唱している設計論に基づくメタ戦略を適用するとともに,計算機実験を通じてその有効性を検証した.以下に,各研究の概要と成果,今後の展開を述べる.1.モジュール配置問題総配線長が最短となるような回路素子の基板上への配置方法を考える場合,そのような配置方法(最適解)は幾つも存在して一意に決まらない.本研究では,複数の最適解を持つモジュール配置問題に対し,今西進化論をアナロジーとする遺伝アルゴリズムを適用することで,構造の異なる最適解から成る集合を求めた.設計者は得られた複数の最適解の構造を比較することで,目的関数(配線長)には反映されない電気的特性などの機能から各最適解を多角的に評価することができる.2.組立ロボットの制御能動的な行為によって組立作業を遂行するロボットの制御において,順序機械で定義された動作パターン生成器(APG)の適切な構造を決定するために遺伝アルゴリズムを適用した.また,最適なAPGを内蔵したロボットは環境との相互作用を通じて,各部品の形状やその初期位置の違いを識別するとともに,組立作業の完了を自ら認識し停止できることを確認した.3.電子デバイスの最適設計弾性表面波(SAW)フィルタの周波数特性(機能)は,基板上に配置されたすだれ状電極と反射器の形状等(構造)に依存する.本研究では,三電極SAWフィルタの設計を最適化問題として定式化するとともに,k次元近傍に基づく可変近傍探索法(VNS)を適用し,与えられた仕様を満たす周波数特性が実現できることを示した.今後の課題は,VNSと遺伝アルゴリズムを組み合わせることで,最適化手法の大域的な検索能力を向上させることである.本研究の目的は,工業製品の機能的多様性と構造的類似性の観点から新たな設計論を提案するとともに,幾つかの具体例を示すことによってその有用性を実証することである.工学的な設計問題は,目的関数空間(機能)から解空間(構造)への逆写像として捉えることができ,通常,与えられた仕様(機能)を実現しうる構造(解)は幾つも存在する.そこで,二つの解の間で構造と機能の差異を表わすための適切な距離関数が導入できれば,複数の解候補の解空間における構浩的な類似性と,それらの目的関数空間における機能的な多様性が定量的に評価できる.今年度は,集積回路の実装設計における「モジュール配置問題」,フレキシブル生産システムにおける「資源分割問題」,冗長ロボットアームを用いた組立作業における「最適姿勢問題」を実例とし,解の多様性という観点から各問題の定式化とメタ戦略による求解を試みた.1.モジュール配置問題総配線長の最短化を目的とした従来のモジュール配置問題を,すべての最適解を列挙する探索問題として捉え,遺伝アルゴリズムを適用して複数の最適解を求めた.これにより,設計者は得られた解を比較することで,配線長には反映されない電気的特性などを考慮できる.2.資源分割問題配分される資源間の関連性に着目することで,資源分割問題を多目的最適化問題として定式化した.さらに,種の棲み分けを模擬した遺伝アルゴリズムを適用することで,多目的資源分割問題に対してパレート最適解集合を求め,個体間の距離に基づき最適解の多様性を評価した.3.最適姿勢問題無数に存在する冗長ロボットアームの逆運動学問題の解(姿勢)から,手先コンプライアンスを非干渉化するようなロボットの姿勢を求めた.

これにより,能動的なフィードバック制御系を構築することなく,受動的に手先コンプライアンスの非干渉化が可能であることを示した.今年度は,昨年度からのモジュール配置問題に加えて,新たに組立ロボットの制御と電子デバイスの最適設計を対象とし,提唱している設計論に基づくメタ戦略を適用するとともに,計算機実験を通じてその有効性を検証した.以下に,各研究の概要と成果,今後の展開を述べる.1.モジュール配置問題総配線長が最短となるような回路素子の基板上への配置方法を考える場合,そのような配置方法(最適解)は幾つも存在して一意に決まらない.本研究では,複数の最適解を持つモジュール配置問題に対し,今西進化論をアナロジーとする遺伝アルゴリズムを適用することで,異なる最適解から成る集合を求めた.設計者は得られた複数の最適解の構造を比較することで,目的関数(配線長)には反映されない電気的特性などの機能から各最適解を多角的に評価できる.2.組立ロボットの制御能動的な行為によって組立作業を遂行するロボットの制御において,順序機械で定義された動作パターン生成器(APG)の適切な構造を決定するために遺伝アルゴリズムを適用した.また,最適なAPGを内蔵したロボットは環境との相互作用を通じて,各部品の形状やその初期位置の違いを識別するとともに,組立作業の完了を自ら認識し停止できることを確認した.3.電子デバイスの最適設計弾性表面波(SAW)フィルタの周波数特性(機能)は,基板上に配置されたすだれ状電極と反射器の形状等(構造)に依存する.本研究では,三電極SAWフィルタの設計を最適化問題として定式化するとともに,k次元近傍に基づく可変近傍探索法(VNS)を適用し,与えられた仕様を満たす周波数特性が実現できることを示した.今後の課題は,VNSと遺伝アルゴリズムを組み合わせることで,最適化手法の大域的な探索能力を向上させることである.