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資源国において伝統的権威が果たせる役割の検討　ウガンダ西部ブニョロ王国を事例に

本研究は、ウガンダ西部ブニョロ王国を事例に、資源国において伝統的権威が果たしうる役割を検討することを目的としている。国家の土地政策および地方分権化政策は、本研究課題における分析主体である伝統的権威(ブニョロ王国)のあり方に大きな影響を与えていると考える。そのため、2018年度前半は、文献調査を通して、この2つの政策を理解し、それらがいかにブニョロ王国のあり方ひいてはブニョロ地域の変容にどのような影響を及ぼしてきたのかを考えた。この研究結果は、10月に韓国で開催されたアフリカ研究国際会議「The Different and The Similar: Africain anEver-changing, Multi-faced and Multi-layered World」(韓国語外国語大学校アフリカ研究所・ドイツバイロイト大学アフリカ研究所主催)にて発表した。また、同報告に基づく論文「Land and Decentralization Reforms in Uganda: The Way Forward to Protect Customary Land Rights」は、2019年度に韓国語外国語大学校より発行される論文集に収録予定である。この他、博士論文の構想や研究計画について、日本アフリカ学会第55回学術大会(5月26日から27日、北海道大学)においてポスター発表を行った。さらには、2019年2月末から1ヶ月間、ウガンダに渡航し、フィールドワークを実施した。調査地であるホイマ県にて、ブニョロ王国の首相や大臣、地方政府の役人などキーインフォーマントにインタビューをすることができた。また、2つの村を調査地に選定し、村人が伝統的権威をどのように捉えているのかなど、個別インタビューを実施した。短期間ではあったものの収穫の多いフィールドワークになった。2018年4月から10月は、文献調査を通して、アフリカ政治、平和構築論の体系的理解、特にアフリカ国家建設の観点からの調査・研究を進めると同時に、ウガンダの土地政策、地方分権化政策を理解し、ブニョロ地域の歴史と結びつけて考察を進める予定であった。上記研究実績に記載した通り、土地政策および地方分権化政策が伝統的権威のあり方を含め、ブニョロ地域に与えてきた影響については、ある程度考察が進んだ。しかし、学会発表や論文執筆を通して、博士論文の構想は次第にまとまりつつあるものの、先行研究の読み込みが浅く、本研究の軸となる理論を立てられていないことは、依然として大きな課題である。そのため、2018年11月に予定していた、指導教員および他教員2名からなるプロポーザル・コロキアムでの博士論文構想発表を行うことができなかった。2019年7月にはプロポーザル・コロキアムを実施できるよう、計画的に研究を遂行したいと考える。また、2018年1月から3月に予定していたフィールドワークは、概ね予定通りに実行することができたが、家庭の事情により、3ヶ月から1ヶ月に短縮になった。しかし、ブニョロ王国の主要メンバーやチーフなど、キーインフォーマントにインタビューを実施することができ、充実した調査となった。フィールドで得た情報をどのように分析するかについて、手法を改めて熟考する必要がある。また、2018年度は、学会誌等への論文発表がなかったため、口頭発表のみならず、誌面での論文発表ができる力をつけられるよう、精進したい。4月:2018年度のフィールド調査で得られた情報をまとめる。30件近い個別インタビューの録音データを書き起こし、データとして分析できる状態にする。5月から6月:2018年度の調査結果を基に、5月の日本アフリカ学会、6月の国際開発学会で口頭発表を行い、フィードバックを得る。こうしたフィードバックは、2019年度後半に予定しているフィールドワークに役立てる。また、論文指導ゼミに積極的に参加し、7月に予定しているプロポーザルコロキアム(指導教員と他教員2名から成る研究計画発表及び審査の場)に向けて、指導教員並びにゼミ生からの指導を仰ぐ。プロポーザルコロキアムまでに先行研究を徹底的に読み込み、本研究の基礎となる理論を構築する。7月:プロポーザルコロキアムでの研究計画発表。リサーチクエスチョン、リサーチ手法を明確にし、研究計画に沿って、さらなる文献調査並びにフィールド調査を実施できるよう、準備を整える。8月から12月:プロポーザルコロキアムで得たフィールドバックを基に、主に文献調査を基に、本研究の基礎となる理論を見直す。また、2018年度に続き2度目となるフィールド調査では、どのようなデータが必要となるのか熟考し、調査票の質問項目および個別インタビューの内容を精査する。1月から2月:ウガンダでのフィールド調査を実施。3月:フィールド調査で得られた情報をまとめ、博士論文の執筆を開始する。

また、同報告に基づく論文「Land and Decentralization Reforms in Uganda: The Way Forward to Protect Customary Land Rights」は、2019年度に韓国語外国語大学校より発行される論文集に収録予定である。この他、博士論文の構想や研究計画について、日本アフリカ学会第55回学術大会(5月26日から27日、北海道大学)においてポスター発表を行った。さらには、2019年2月末から1ヶ月間、ウガンダに渡航し、フィールドワークを実施した。調査地であるホイマ県にて、ブニョロ王国の首相や大臣、地方政府の役人などキーインフォーマントにインタビューをすることができた。また、2つの村を調査地に選定し、村人が伝統的権威をどのように捉えているのかなど、個別インタビューを実施した。短期間ではあったものの収穫の多いフィールドワークになった。2018年4月から10月は、文献調査を通して、アフリカ政治、平和構築論の体系的理解、特にアフリカ国家建設の観点からの調査・研究を進めると同時に、ウガンダの土地政策、地方分権化政策を理解し、ブニョロ地域の歴史と結びつけて考察を進める予定であった。上記研究実績に記載した通り、土地政策および地方分権化政策が伝統的権威のあり方を含め、ブニョロ地域に与えてきた影響については、ある程度考察が進んだ。しかし、学会発表や論文執筆を通して、博士論文の構想は次第にまとまりつつあるものの、先行研究の読み込みが浅く、本研究の軸となる理論を立てられていないことは、依然として大きな課題である。そのため、2018年11月に予定していた、指導教員および他教員2名からなるプロポーザル・コロキアムでの博士論文構想発表を行うことができなかった。2019年7月にはプロポーザル・コロキアムを実施できるよう、計画的に研究を遂行したいと考える。また、2018年1月から3月に予定していたフィールドワークは、概ね予定通りに実行することができたが、家庭の事情により、3ヶ月から1ヶ月に短縮になった。しかし、ブニョロ王国の主要メンバーやチーフなど、キーインフォーマントにインタビューを実施することができ、充実した調査となった。フィールドで得た情報をどのように分析するかについて、手法を改めて熟考する必要がある。また、2018年度は、学会誌等への論文発表がなかったため、口頭発表のみならず、誌面での論文発表ができる力をつけられるよう、精進したい。4月:2018年度のフィールド調査で得られた情報をまとめる。30件近い個別インタビューの録音データを書き起こし、データとして分析できる状態にする。5月から6月:2018年度の調査結果を基に、5月の日本アフリカ学会、6月の国際開発学会で口頭発表を行い、フィードバックを得る。こうしたフィードバックは、2019年度後半に予定しているフィールドワークに役立てる。
仮想マシンを用いたクラウドにおける管理者からの情報漏洩の防止

本研究では、仮想マシン(VM)からクラウドの管理者への情報漏洩を防ぐ機構を開発した。第一に、ハイパーバイザでVMのメモリを暗号化することで、メモリ上の機密情報を保護する。その上で、暗号化すべきでないメモリ領域を特定し、VMのマイグレーションを行えるようにした。第二に、ハイパーバイザとリモート管理クライアントの間で入出力を暗号化することで、キーボード入力や画面情報の漏洩を防止できるようにした。今年度は、クラウドの管理者がログインする特権を持った仮想マシン(特権VM)を経由した情報漏洩を防げるようにした。まず、クラウドの利用者が使うVM(ユーザVM)のメモリからの情報漏洩の防止に取り組んだ。特権VMに暗号化されたユーザVMのメモリを見せられるようにするために、VMを実現しているハイパーバイザの中に暗号化・復号化の処理を追加した。具体的には、特権VMがユーザVMのメモリにアクセスしようとした際にはハイパーバイザが自動的にメモリ内容の暗号化を行う。アクセスを終了すると復号化を行うため、ユーザVMは暗号化されていないメモリにアクセスすることができる。我々の調査の結果、特権VMはユーザVMの起動やサスペンド・レジュームのためにユーザVMのメモリの一部を参照したり、書き換えたりする必要があることが分かった。そこで、ハイパーバイザがこのようなメモリ領域を認識できるようにし、当該メモリ領域についてはユーザVMのメモリ暗号化を行わないようにした。これにより、特権VMへの情報漏洩を防ぎつつ、従来通りにユーザVMを起動したり、サスペンド・レジュームしたりすることが可能になった。また、特権VMがユーザVMのメモリを参照するというアプローチに加えて、ハイパーバイザ自身が参照するという別のアプローチについても実装を行った。ハイパーバイザがユーザVMのサスペンドを行うことで、特権VMへの情報漏洩を防ぐことができた。また、ユーザVMのスケジューリングの変更や通信の監視についても、ハイパーバイザ内で行うようにすることで情報漏洩の危険性をなくすことができた。本年度はクラウドにおいて管理者が使用する特権VM経由での情報漏洩を防ぎつつ、ユーザVMのマイグレーションを行えるようにした。昨年度までに開発したユーザVMのサスペンド・レジューム時のメモリの暗号化・復号化手法を組み合わせることで、マイグレーションを行う際にもメモリからの情報漏洩を防ぐことができるようになった。マイグレーションの場合には暗号鍵をホスト間で受け渡す必要があるため、暗号鍵を安全に管理する方式を考案し、実装を行った。さらに、ユーザVMを停止させずにマイグレーションを行うライブマイグレーションにも対応できるようにした。まず、ユーザVMと特権VMが同時にメモリにアクセスできるようにするために、ユーザVMのメモリを複製してから暗号化するようにした。これにより、特権VMには暗号化されたメモリにアクセスさせつつ、ユーザVMは暗号化されていないメモリにアクセスすることができる。次に、ページテーブルなどの暗号化しないメモリ領域の情報をユーザVMのメモリに埋め込んでマイグレーション先に通知できるようにした。これらの工夫によりライブマイグレーションを実現し、ダウンタイムを1秒以内に抑えることができた。また、本年度はクラウドのリモート管理を行う際に、ユーザVMへのキーボード入力の漏洩を防げるようにした。VNCクライアントでキーボード入力を暗号化し、特権VMで動作するVNCサーバを経由して、ハイパーバイザで復号化を行うシステムを構築した。従来のハイパーバイザはキーボード入力を認識できなかったため、ユーザVMと特権VMの通信を監視することにより、VNCサーバからユーザVMに渡されるキーボード入力をハイパーバイザが横取りできるようにした。本年度は、昨年度に引き続き、クラウドのリモート管理を行う際のクラウド管理者による情報漏洩の防止に取り組んだ。キーボード入力が特権VM上にいる管理者に漏洩しないようにするのに加え、管理ソフトウェアに送られる画面情報の漏洩も防げるようにした。ユーザVM内のゲストOSへの変更を加えずに済ませるために、画面情報を保持するフレームバッファを二重化した。ユーザVMには既存のフレームバッファを提供する一方、特権VMには暗号化したフレームバッファを提供する。これにより、ゲストOSは従来通りにフレームバッファに画面情報を書き込むことができるが、特権VMからは画面上に表示された機密情報を盗むことができない。これら二つのフレームバッファは画面が更新されるたびに同期をとる。同期にかかるオーバヘッドを削減するために、リモート管理ソフトウェアから画面情報を要求された時にだけ同期を行うようにした。また、変更された画面領域を検出することで、同期をとる領域を最小限に抑えることができるようにした。さらに、これまでは仮想化専用OSを動作させる準仮想化環境を想定して開発を行ってきたが、汎用OSをそのまま動作させる完全仮想化環境にも対応した。キーボード入力については、準仮想化環境では特権VMがユーザVM内のバッファに直接書き込むのに対して、完全仮想化環境ではゲストOSの命令をエミュレーションする際に読み出される。そこで、命令エミュレーションの際にキーボード入力の復号化を行うようにした。一方、画面情報については、完全仮想化環境でもフレームバッファの二重化で対応できたが、異なるタイミングで同期をとる必要があった。

具体的には、管理VMが更新領域を特定するために仮想マシンモニタに問い合わせる際に行う。実際にWindowsを動作させて、リモート管理の入出力が安全に暗号化されることを確認した。目標としていたライブマイグレーションへの対応、および、キーボード入力の漏洩への対処が行えたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。クラウドのリモート管理を行う際に画面からの情報漏洩も防げるようにする。また、これまではユーザVMで仮想化専用OSを動作させる準仮想化を対象に実装を行ってきたが、既存のOSを動作させられる完全仮想化にも対応できるようにする。
皮膚疾患におけるケモカインと樹状細胞の関与についての検討

本研究ではアトピー性皮膚炎(AD)におけるTh_2ケモカインであるTARC,MDCの関与を発展させ,類似の検査所見を示す水疱性類天疱瘡(BP)や菌状息肉症(MF)での関与を明らかにした。更にEotaxin3,CTACK,MECなどのCCケモカインをケラチノサイト(KC)が産生し,ADや乾癬の病態に関与することを示した。CXCケモカインについても研究し,Mig,IP-10,I-TACなどをKCが産生することを示した.CX3CケモカインをKCが産生することも明らかにした。現在は,血清TARC値がADの病勢を表す臨床マーカーとなり得る可能性を検討している。また表皮にTARC,CTACKを過剰発現したトランスジェニックマウスを作成し詳細を検討をはじめている。樹状細胞については,マウス表皮から95%以上の純度でランゲルハンス細胞(LC)を採取し,脾臓のDCと比較した研究を行なった。LCは他のDCと異なりIFN-α産生が誘導されないこと,TARCが強く誘導されることを示した。LCにはToll-like receptor (TLR)2,3,4,9の発現があることを見出し,それらのリガンドで刺激した反応も検討した。LCはDCに比べて低反応性であることを示したが,TARC産生は強く誘導された。今後は,これら本研究で得られた結果を,作成したトランスジェニックマウスの解析などin vivoの研究への発展させるつもりである。樹状細胞については、マウス表皮から純化して採取したランゲルハンス細胞(LC)を用いてLCによるTARC、MDCなどTh_2ケモカインとIP-10、Mig、IPACなどTh_1ケモカインの産生についてmRNA、蛋白レベルにおいて制御機構についても検討を加え、現在まとめている。またLCおよび脾樹状細胞(DC)のLPSに対する反応について検討すると共にToll-like Receptor(TLR)の発現と、それぞれのリガンドによる反応についても検討を加え、それぞれを現在まとめている。ケラチノサイト(KC)からのTARC、IP-10産生とその制御について検討し、報告した。IFN-γとTNF-αによって産生されるTARCとIP-10はIFN-γ+TNF-αにIL-4を加えることによってそれぞれ抑制、増強されることが明らかとなった。臨床的にはTh_2プロフィルを示す水疱性類天疱瘡と菌状息閉症においてKCからTARCが産生され水症液中、血清中TARC産生の上昇がみられ、病勢を反映することを示した。アトピー性皮膚炎では血清MDCが上昇し、病勢を反映することを示した。ヒト末梢血からの樹状細胞の誘導に成功し、それを用いた発現分子制御、サイトカイン産生制御について検討を進めている。本年度はまず,自己免疫性水疱症である類元疱瘡(BP)および皮膚悪性リンパ腫である菌状息肉症(MF)におけるTARC/CCL17について検討し,BPにおいては水疱液中血清中で高値を示し,水疱液中の方が血清より高値を示すこと,治療によって軽快すると血清中の値も低下することおよびその受容体CCR4を発現しているThzメモリー細胞が末梢血中で増加していることを示した。MFでは血清で高値を示し,病期の進展に伴なって上昇することを報告した。またCTACK/CCL27がアトピー性皮膚炎や乾癬の血清中で高値を示し,これも病勢の軽快と共に低下することを示した。これらのケモカインもMDC/CCL22もケラチノサイト(KL)から産生されるものと考えている.既にTARC/CCL17のKCからの産生制御については報告した(2002),本年度はKCからのMDC/CCL22産生制御について報告した。樹状細胞についての検討は,表皮に存在する樹状細胞であるランゲルハンス細胞(LC)について行なっている。LCの検討は,純化したLCを得る困難があり,マウスについての検討である。

まず,皮膚疾患は種々の感染によって増悪することが知られている。そこでまずLCにおけるToll-like receptor (TCR)の発現とその機能について,脾臓由来の樹状細胞(DC)と比較して検討した結果を報告した。ここではTCR2,4,9についてであるが,さらにTLR8については別にまとめている。またLipopolysaccharideに対するLC, DCについても報告した。LCからのRANTES/COL5,MIP-1α/CCL3,MIP-1β/CCL4の産生制御やTh_1,Th_2ケモカインについても現在submit中である。本年度はケモカインのうち、Eotaxin2,3および粘膜上皮特異的とされていたMECについてアトピー性皮膚炎,乾癬,水疱性類天疱瘡における病態との関連について検討し,Eotaxin3がケラチノサイト(KC)から産生され,アトピー性皮膚炎の病勢を反映すること,MECもKCから産生され,上記3疾患の血清MEC値が上昇することなどを明らかにした。そしてKCからのTARC, MEC, Eotaxin3,CTACKの産生制御機構について検した。これらはHaCoT細胞を用いているが,INF-σとTNF-αによるTARC産生の詳細を明らかにすると共に,CTACKとMEC産生を対比して検討し,それらの間の違いを明らかにした。またTARC及びCTACKを表皮に過剰発現したトランスジェニックマウスを作成し、検討を進めている。樹状細胞についてはマウスラングルハンス細胞(LC)と脾臓の樹状細胞(OC)について検討してきた。LCが他のDCと異なる性状を示すことがToll-like receptor(TLR)を介してのリガンドに対しての反応,ケモカイン産生プロフィルなどから明らかになった。このうちLCがTVR2.3.4.9を発現し,これらのリガンドである細菌やウイルスによる刺激に対して低反応性であることは,皮膚が外界と接する部位であることを考えると極めて興味ある所見と考えられた。その一方,TARC産生は強く増強され,Th2に備位する反応に重要であるように思われる。更にin vivoで検討することにしている。
p53とp73の分解と安定化に基づく機能制御機構と発がん

蛋白質レベルでの制御が重要であるがん抑制遺伝子p53とそのファミリー遺伝子p73の発がん機構における役割を明らかにするため、とくにp73蛋白質の分解および安定化機構について解析した。その結果、我々が神経芽腫細胞株で1p36.2のホモ欠失領域に同定したユビキチンリガーゼUFD2a(HDNB1)によるp73の分解が、ポリユビキチン化を介さないプロテアソーム依存性のものであることを明らかにした。また、シスプラチンによるアポトーシス誘導過程において、IKK-αの核内蓄積に伴うp73の安定化が認められた。IKK-αはp73と特異的に結合し、そのポリユビキチン化の阻害を介してp73の安定性および転写因子としての活性を昂進させた。一方、キナーゼ活性を欠くIKK-α変異体はp73に対する結合能を保持しているものの、その安定性および活性に対する効果は認められなかった。従って、p73の機能昂進には、IKK-αによるp73のリン酸化が必須であることが示唆された。さらに、p73のカルボキシ末端をバイトとした酵母のtwo-hybridsystemによるスクリーニングによって、新たなp73結合蛋白質としてRanBPMを同定した。RanBPMは、p73との特異的な結合を介してそのポリユビキチン化を阻害し、p73の安定性および活性を昂進させた。これらの結果より、p73の蛋白質レベルでの安定性が、ユビキチン依存性および非依存性の分子機構による制御を受けている可能性が示された。
開口放出の細胞内調節機構に関する研究

開口放出の細胞内調節機構について,本年度は以下の研究成果を得た。1.ATP依存性プライミング機構クロマフィン細胞では、ATP依存性に開口放出がプライミングされるためにはミオシン軽鎖キナーゼが必須因子である。ミオシンリン酸化の役割を明確にするために、それと密接に関連するアクチン-ミオシン相互作用ならびにアクチン繊維の関与を調べた。アクチン-ミオシン相互作用の特異的阻害毒およびアクチン繊維切断物質の作用解析から、ATP依存性プライミングにはアクチン-ミオシン相互作用が必須であること、ならびに形質膜直下のアクチン・ネットワークの切断・再構築が重要な役割を持つことが明らかとなった。さらに、この機構による分泌顆粒の供給が、生理的な分泌応答のキネティクスを形成する重要な因子であることが示唆された。これらの成果の一部分は、国際神経化学会議サテライト・シンポジウム、国際クロマフィン細胞生物学会議、ならびに北米神経科学会議において発表した。一方、ATP依存性プライミング過程はGoによって抑制的に調節され、CキナーゼとGAP43がこのGoの活性調節に関わる可能性が示唆されていたが、GAP43の部分フラグメントの作用解析から、このGO活性の調節には何らかの可溶性因子の存在が必要であることが示唆された。2.単一細胞からの開放放出の実画像測定と、放出同時測定による解析初年度に、ビデオマイクロスコープによる単一細胞からの開口放出の実画像解析と、カーボンファイバー電極による放出測定を同時に同一細胞で行うことに成功した。本年度はこの測定解析を継続した結果、大部分の細胞で、電流のスパイクとビデオ画面上の顆粒の開口の間に相関が認められた。カテコールアミン量を反映する電流スパイクの大きさは、電極と顆粒の弾ける位置までの距離と逆相関し、電流スパイクの持続は画面上で測定される顆粒の開口速度との相関を示した。以上の結果から、両者の信号が正しく開口放出をとらえていることが示された。また、カーボンファイバー電極による放出測定ではいくつかの細胞から、いわゆるフ-ジョン・ポアの形成を示唆する電流が記録されたが、ビデオ画像上での識別は困難であった。ビデオ画像上では、開口後に残る陥没膜の盛衰の過程を同定することが可能となったので、今後は、開口放出に続くエンドサイトーシスの解析も興味深い。これらの成果の一部は、イギリス生理学会に発表を許され、J.Physiology(Vol.487,59P-60P,1995)に掲載された。また、日本生物物理学会年会において発表した。GTP結合蛋白質、シナプス蛋白質の機能モルモットの好酸球の分泌反応に関わる細胞内信号分子を解析した結果、膜容量測定による分泌反応の測定結果と一致して、GTPとカルシウムが開口開始に最も基本的な細胞内信号となっていることが明らかとなった。また、カルシウムは単独で分泌顆粒の運動停止をもたらし、GTPと共働して開口をもたらすと考えられた。肥満細胞でも同様の機構がイギリス側研究者によって明らかにされ、その機構の一部として、単量体G蛋白質が同定された。シナプス蛋白質との関連、細胞骨格系蛋白質との関連は、未だに不明であるので今後の重要な研究課題である。ATPによる調節機構PC12細胞において、初年度の研究から、P2受容体を介するATP応答が亜鉛イオンによって増強されることが明らかになった。最近のP2受容体サブクラス分類に従ってアゴニスト等の作用解析を進めた結果、UTPに選択性の高いP2受容体を介して、UTPはカルシウムの細胞内流入および細胞内貯蔵部位からのカルシウム遊離を引き起こし、PC12細胞からドーパミン放出を引き起こした。亜鉛イオンはこのカルシウム流入を阻害し、ドーパミン放出を阻害したが、細胞内貯蔵部位からのカルシウム遊離には影響しなかった。このことから、ATPが複数のタイプの異なる受容体を介して伝達物質放出を制御する可能性が示唆された。これらの成果は、北米神経科学会議において発表した。

カテコールアミン量を反映する電流スパイクの大きさは、電極と顆粒の弾ける位置までの距離と逆相関し、電流スパイクの持続は画面上で測定される顆粒の開口速度との相関を示した。以上の結果から、両者の信号が正しく開口放出をとらえていることが示された。また、カーボンファイバー電極による放出測定ではいくつかの細胞から、いわゆるフ-ジョン・ポアの形成を示唆する電流が記録されたが、ビデオ画像上での識別は困難であった。ビデオ画像上では、開口後に残る陥没膜の盛衰の過程を同定することが可能となったので、今後は、開口放出に続くエンドサイトーシスの解析も興味深い。これらの成果の一部は、イギリス生理学会に発表を許され、J.Physiology(Vol.487,59P-60P,1995)に掲載された。また、日本生物物理学会年会において発表した。GTP結合蛋白質、シナプス蛋白質の機能モルモットの好酸球の分泌反応に関わる細胞内信号分子を解析した結果、膜容量測定による分泌反応の測定結果と一致して、GTPとカルシウムが開口開始に最も基本的な細胞内信号となっていることが明らかとなった。また、カルシウムは単独で分泌顆粒の運動停止をもたらし、GTPと共働して開口をもたらすと考えられた。肥満細胞でも同様の機構がイギリス側研究者によって明らかにされ、その機構の一部として、単量体G蛋白質が同定された。シナプス蛋白質との関連、細胞骨格系蛋白質との関連は、未だに不明であるので今後の重要な研究課題である。ATPによる調節機構PC12細胞において、初年度の研究から、P2受容体を介するATP応答が亜鉛イオンによって増強されることが明らかになった。最近のP2受容体サブクラス分類に従ってアゴニスト等の作用解析を進めた結果、UTPに選択性の高いP2受容体を介して、UTPはカルシウムの細胞内流入および細胞内貯蔵部位からのカルシウム遊離を引き起こし、PC12細胞からドーパミン放出を引き起こした。亜鉛イオンはこのカルシウム流入を阻害し、ドーパミン放出を阻害したが、細胞内貯蔵部位からのカルシウム遊離には影響しなかった。このことから、ATPが複数のタイプの異なる受容体を介して伝達物質放出を制御する可能性が示唆された。これらの成果は、北米神経科学会議において発表した。本研究目的である開口放出の細胞内調節機構について,本年度は以下の研究成果を得た。1.クロマフィン細胞では、ATP依存性に開口放出がプライミングされるためにはミオシン軽鎖キナーゼが必須因子であることが明らかになった。ミオシンリン酸化と密接に関連するアクチン繊維の動態測定から、形質膜直下のアクチン繊維が重要な役割を果たす可能性が示唆され、その解析を進めている。2.Goを直接活性化するペプチド、マストパランと、Go抗体を用いた解析から、Goは、ATP依存性プライミング過程を抑制的に調節するが明らかになった。また、CキナーゼとGAP43がこのGoの活性調節に関わる可能性が示唆され、これらの分子を介したプライミング調節機構を解析している。
酸化物固体電解質を用いる全固体ナトリウム電池の固体界面制御

本研究では、高い導電率と化学的安定性を併せ持つ酸化物固体電解質NASICON(Na3Zr2Si2PO12)を主体として、成形性に優れる硫化物電解質を添加した良好な界面接合を有する複合電解質を得る。固体界面形成に適した硫化物電解質の組成や作製プロセスを検討し、酸化物ベース全固体電池における固体界面制御の基盤技術の確立を目的としている。本年度は、酸化物NASICONと硫化物Na3SbS4を組み合わせた複合電解質の作製を行った。遊星型ボールミルを用いて、NASICON-Na3SbS4複合電解質を作製した。NASICON含量70 vol %の複合電解質粉末の室温プレス成形体は、2.7×10-4 S cm-1の室温導電率と、24.5 kJ mol-1の活性化エネルギーを示した。また、成形体断面のSEM- EDX解析から、サブミクロンオーダーのNASICONとNa3SbS4の粒子が密着した界面を形成していることが分かった。また、NASICON粒子上への硫化物の液相コーティングを利用することによって密着した界面の形成が期待できる。そこで硫化物の液相合成プロセスについても調べた。Na3-xPS4-xClx電解質の液相合成の際の反応媒として1,2-ジメトキシエタン(DME)およびアセトニトリル(AN)を用いた。各反応媒中で撹拌後、熱処理して得られたNa3-xPS4-xClx (x=0.0625)はNa3PS4と類似のXRDパターンを示した。DMEもしくはANを用いて作製した粉末成形体の室温導電率はそれぞれ2.4×10-4 S cm-1と1.1×10-4 S cm-1となり、いずれも比較的高い値を示した。またANを用いた場合には、DMEを用いる場合よりも電解質合成に要する撹拌時間を大幅に縮小できることが明らかになった。酸化物固体電解質であるNASICONと硫化物固体電解質であるNa3SbS4を組み合わせることによって、粉末加圧成形プロセスのみで、高いナトリウムイオン伝導性を示す複合電解質がすでに得られている。この結果は、高温焼結プロセスを用いなくても、プレス成形のみで比較的高い導電率を示す酸化物主体の電解質が得られることを示している。よって、本研究のコンセプトを実証する実験結果がすでに得られていることから、研究はおおむね順調に進展していると判断した。硫化物電解質の組成や界面形成条件を検討することによって、より一層の界面抵抗低減が期待できる。また酸化物ー硫化物界面に対して、様々な分光法や顕微鏡観察による界面構造解析を進め、界面におけるイオン伝導メカニズムを明らかにしていく予定である。
機械的ダイナミクスを共有する人間-ロボット共創システムに関する研究

本研究では人間とロボットが機械的ダイナミクスを共有しながら互いに影響し合う人間一ロボット共創システムを人間一機械制御系の観点から検討した.同時に,人間とロボットの握手動作,および,人間一機械制御系における手先到達動作に注目して検討した結果,主に以下のような成果を得た.1.人間とロボットが握手動作において,ロボット側の動特性に応じて握手動作しやすい周波数が存在し,その周波数は人間とロボットからなる閉ループ系の共振周波数と関連性が高いことを明らかにした.2.握手動作中のロボットの発生力と人間の手先力との間の位相差に注目した解析を行った結果,握手動作しやすいと感じている状態ではある一定の位相差が存在していることがわかった.3.握手動作時における人間の手先力を随意的な成分と人腕インピーダンスからなる受動的な成分に分けて解析する手法を考案し,ロボットの発生力と人間の随意力との位相差がゼロになる時に握手動作しやすいと感じていることを明らかにした.4.以上のような性質を利用して,ロボットが自身のインピーダンス調整を行うと同時に適切な周期力を発生することで人間を自然な握手動作へ誘導できることを確認した.5.人腕を2関節モデルで表した握手動作の数式モデルを導出した.そのモデルにより,システムのダイナミクスを解析できるようになった.6.リアルタイムトラッカーシステムを利用して,人間同士の握手動作時の各関節軌道を実時間で数値データ化するシステムを構築した.7.人間一機械制御系において,機械側の粘性を様々に変えて手先到達動作を行わせた結果,操作力や速度だけでは明らかにできない力みが操作感に関わっていることを確認した.8.最小自乗法に基づく手先到達動作中の人腕インピーダンスを測定する手法を開発した.9.手先到達動作中の人腕インピーダンス変化が単調なほど操作性が高いことを見いだした.本研究では人間とロボットが機械的ダイナミクスを共有しながら互いに影響し合う人間一ロボット共創システムを人間一機械制御系の観点から検討した.同時に,人間とロボットの握手動作,および,人間一機械制御系における手先到達動作に注目して検討した結果,主に以下のような成果を得た.1.人間とロボットが握手動作において,ロボット側の動特性に応じて握手動作しやすい周波数が存在し,その周波数は人間とロボットからなる閉ループ系の共振周波数と関連性が高いことを明らかにした.2.握手動作中のロボットの発生力と人間の手先力との間の位相差に注目した解析を行った結果,握手動作しやすいと感じている状態ではある一定の位相差が存在していることがわかった.3.握手動作時における人間の手先力を随意的な成分と人腕インピーダンスからなる受動的な成分に分けて解析する手法を考案し,ロボットの発生力と人間の随意力との位相差がゼロになる時に握手動作しやすいと感じていることを明らかにした.4.以上のような性質を利用して,ロボットが自身のインピーダンス調整を行うと同時に適切な周期力を発生することで人間を自然な握手動作へ誘導できることを確認した.5.人腕を2関節モデルで表した握手動作の数式モデルを導出した.そのモデルにより,システムのダイナミクスを解析できるようになった.6.リアルタイムトラッカーシステムを利用して,人間同士の握手動作時の各関節軌道を実時間で数値データ化するシステムを構築した.7.人間一機械制御系において,機械側の粘性を様々に変えて手先到達動作を行わせた結果,操作力や速度だけでは明らかにできない力みが操作感に関わっていることを確認した.8.最小自乗法に基づく手先到達動作中の人腕インピーダンスを測定する手法を開発した.9.手先到達動作中の人腕インピーダンス変化が単調なほど操作性が高いことを見いだした.本研究では人間とロボットが機械的ダイナミクスを共有しながら互いに影響し合い,結果としてある動作が発生するシステム(共創動作システム)の一形態として握手動作をとりあげ,本年度は人間とロボットとの握手動作実験の結果を人間-機械制御系の観点から解析し,以下の知見を得た.1.ロボット側の伝達特性を様々に変化させながら実際に被験者とロボットが握手動作を行い,被験者の振り周波数について解析を行った.その結果,ロボット側の動特牲に応じて握手動作しやすい周波数が存在し,その周波数は人間とロボットからなる閉ループ系の共振周波数と関連性が高いことを明らかにした.2.ロボットに周期的な力を発生させ人間との握手動作をする実験結果から,ロボットの発生力周波数と閉ループ系の共振周波数との大小関係が握手動作のしやすさに大きく影響し,特に共振周波数よりも高い周波数での握手動作は困難であることがわかった.3.ロボットの発生力と人間の手先力との問の位相差に注目した解析を行った結果,握手動作しやすいと感じている状態ではある一定の位相差が存在していることがわかった.さらに,人間の手先力を随意的な成分と人腕インピーダンスからなる受動的な成分に分けて解析する手法を考案し,ロボットの発生力と人間の随意力との位相差がゼロになる時に握手動作しやすいと感じていることを明らかにした.4.これまでに明らかにした性質を利用して,ロボットが自身のインピーダンス調整を行うと同時に適切な周期力を発生することで人間を自然な握手動作へ誘導できることを確認した.現在,ロボットと人間とのより共創的な動作の実現のために,人間同士の握手動作における共創的な振る舞いを測定・解析する実験を準備している.本研究では人間とロボットが機械的ダイナミクスを共有しながら互いに影響し合い,結果としてある動作が発生するシステム(共創動作システム)の一形態として握手動作に注目している.

本年度は人間同土の握手動作における共創メカニズムを解析し,その結果得られた知見を人間とロボットの共創動作実現へ応用することを目標として,以下のようなモデルやシステム構築および検討を行った.1.人間の人腕を肩と肘の2関節モデルで表し,人間同土の握手動作を表現できる数式モデルを導出した.そのモデルから,各リンクの長さや慣性質量と,結合機械システムの共振周波数との関連性が考察できるようになった.2.リアルタイムトラッカーシステムを利用して,人間同土の握手動作時の各関節軌道を実時間で数値データ化するシステムを構築した.そのシステムを用いて,複数組の握手動作のデータ収集を行った.3.人間とロボットとの握手動作においても,リアルタイムトラッカーシステムを利用することで,人間-ロボット間力だけでなく人間の肘・肩関節の運動もデータ化するシステムを構築した.4.昨年度得られた知見のひとつの応用例として,人間とロボットとの握手動作において,ロボット側が人間の発生力に対してその位相差をゼロにするように力を発生するアルゴリズムについて検討した.現在,上記1,2,3で得られたモデルと測定結果,および昨年度の知見を利用して握手動作における共創メカニズムの解析をすすめている.さらに,このメカニズムを上記4で検討したアルゴリズムと組み合わせることで,共創される握手動作の周期や振幅が制御できることを確認する予定である.
生体内温度分布の電気的計測

本研究は目的は、生体断面の温度変化の分布を1°C以下の精度で電気的方法を用いて無侵襲的に測定することである。内容は大きく分けて以下の二つの部分からなる。a)生体の電気特性の計測、特に信頼できるデ-タの少ない1MHzー3GHzの生体組織のin vivo測定法の確立、これを利用しての温度変化分布測出の可否を検討b)電気特性を利用した無侵襲温度変化分布測定法の開発。特に低い周波数を利用したインピ-ダンスCT法の開発。高い周波数における生体の電気特性測定:本研究では1MHzー3GHzの周波数における生体の電気特性を無侵襲的に測定する装置を作成し測定誤差、校正法などにつき検討し、十分の精度で測定できることを確認した。この装置を用いて生体各組織の電気特性及びその温度依存性を実測し、信頼できるデ-タを取得した。これらのデ-タは、本研究のみならず医用生体工学の広い分野で利用できると思われる。温度変化分布測定のためのインピ-ダンスCTの開発:比較的低い周波数における生体組織の電気特性は大きな温度依存性を示す。これを利用して生体内の温度変化の分布を測定する方法について検討を行なった。本研究では円筒モデルを用いた実験と理論解析を行なった。インピ-ダンスCTから温度の絶対値を推定することは不可能であるが、ハイパ-サ-ミアなどでは加温前後の抵抗値の変化から温度変化(この場合は温度上昇)を推定することが出来る。本実験で用いた再構成の計算方法にはまだ多少の問題が残ったいるが、実験結果からは温度分解能1°C、空間分解能1cm^2程区が限界であろう思われる。感度、誤差などについての理論的検討も行なったので報告する。1.生体組織の電気特性測定用プローブの作成生体組織の電気特性を1KH_Zから3GH_Zの間の周波数範囲で測定するためのプローブを製作した。1KH_Zから1MH_Zの間の周波数に対しては四電極法プローブを、300KH_Zから3GH_Zに対しては同軸端プローブを使用することに決定し、四電極法プローブを5種、同軸端プローブを3種製作した。同軸端プローブは特に特性インピーダンスを正確に目標値にしなければならないので、特に反射の少ない構造とした。2.標準液測定用プローブの製作標準液としてエタノールの水溶液を用いることとし、その電気特性を測定するたその同軸測定器を製作した。3.ネットワークアナライザーによる測定ヒューレットパッカード社製8753b型ネットワークアナライザーを購入し、既存のPC9800パーソナルコンピューターと接続し、測定値の計算機処理が行えるようにした。(1)この装置により、製作したプローブの特性を測定し、ほぼ目標を満足していることを確かめた。(2)標準液測定器で標準液の電気特性を正確に測定できることを確かめ、これにより種々の標準液を製作した。(3)標準液を用いて、同軸端プローブの校正を行い、電気特性と理論値が一致することを確認した。4.血液および生体組織の測定4電極法と同軸端プローブを用いて、牛の血液および骨格筋の測定を行い、1KH_Zから3GH_Zの間の特性を測定することができた。この結果により、生体でのin vivo測定が可能となった。1.生体組織の電気特性測定用プロ-ブの改良昭和63年度に本補助金により購入したネットワ-クアナライザと我々が試作した生体電気特性測定装置により、生体の電気的特性を1kHz3GHzの広い周波数範囲で測定できるようにした。測定用のプロ-ブは昭和63年度の本研究補助金によって製作したが高周波測定用の同軸プロ-ブの測定精度に問題があり、基本的な測定精度の検討を行ない、電極インピ-ダンス及び水のγ分散を考慮すれば正確な測定ができることを確認した。

その結果にしたがって校正に必要なデ-タを得るための測定と解析を行なった。このデ-タによって300kHzー3GHzの間で正確な測定ができるようになった。1kHzー1MHzの測定は、平成元年に本研究助成金で購入した信号発生器(2チャンネルシンセサイザ-)により装置をさらに改良し、正確な測定ができるようになった。2.生体の電気的特性の計測測定途中で上記の問題が生じ、プロ-ブを改良した結果良好な測定が行えるようになった。平成元年度は主に猫の脳組織で測定を行ない信頼できる測定結果を得ることができたが、温度計測のための最良の周波数の決定、測定誤差の推定には至らなかった。3.理論的検討とモデル実験一方、昭和63年度に行なった温度測定の理論的検討の結果を利用して、温度分布測定方式の改良、測定の信頼性の検討を行い、S/N比の向上が必要なことがわかり、測定回路の改良を進めた。その結果ほぼ目的の装置を製作することができた。また、昭和63年度に行ったモデル実験を続け、生体での実測に向けての装置の改良を行い、今後の発展の基とすることができた。1.生体組織の電気特性測定用装置の改良昭和63年度に本補助金により購入したネットワ-クアナライザと我々が試作した生体電気特性測定装置により、生体の電気的特性を1kHz3GHzの広い周波数範囲で測定できるようにした。平成元年度の本研究補助金によってその後改良を加え、正確な測定ができることを確認した。この測定装置によって300kHz3GHzの間で正確な測定ができるようになった。1kHz1MHzの測定は、平成元年に本研究助成金で購入した信号発生器(2チャンネルシンセサイザ-)により装置をさらに改良し、正確な測定ができるようにした。2.生体の電気的特性の計測平成元年度に、高周波測定用プロ-ブを改良した結果、良好な測定が可能となったので、平成2年度は生体組織で測定を行ない1kHz3GHzの周波数に対し、信頼できる測定結果を得ることができるようになった。これにより、温度計測のための基本的な生体組織の電気特性を測定することができた。これらのデ-タは信頼できるものであり、温度計測に限らず、生体の電気特性に関する研究に広く利用されると思われる。またこれにより、最良の周波数の決定、測定誤差の推定が可能となった。3.理論的検討とモデル実験一方、昭和63年度、平成元年度に行った温度測定の理論的検討の結果を利用して、温度分布測定の改良、測定の信頼性の検討を行い、S/N比の向上が必要なことがわかり、平成2年度は測定回路の改良を進めほぼ目的の装置を製作することができた。また、昭和63年度、平成元年度に引き続きモデル実験を行い、測定精度、分解能などについて実験的及び理論的な検討を行った。また、生体での実測に向けての装置の改良を行い、生体での実測を可能とした。
HIV感染者の社会福祉施設サービス利用における阻害要因に関する研究

本調査の目的は、HIV感染者が社会福祉施設サービスを利用しようとする時に、サービス提供者側が抱える不安や課題となる要因を明らかにすると共に、どのような要因が、サービス提供や受け入れ意向に影響を及ぼしているかを分析することにある。平成15年度に実施した調査の対象は、重度身体障害者更生援護施設、身体障害者療護施設、知的障害者更生施設、児童養護施設、精神障害者生活訓練施設の各全数(平成11年度現在)、合計2377箇所。各施設に対して1)施設長、2)生活・児童指導員、3)その他の計3名に依頼。調査期間は、2003年10月11月。有効回収数は、施設数で999箇所(回収率42.03%)。結果としては、因子分析により、12因子が抽出され、受け入れ姿勢への阻害要因や促進要因は多岐に複雑に影響していることや施設種別ごとの課題があることが示された。各施設に共通する因子としては、「他者への対応困難」(一方向)「性の陽性価値観」」(+方向)が代表的なものであった。HIV感染者の受け入れ経験は22施設にあったが、受け入れ経験より研修経験が今後の受け入れ姿勢に有意に関連しており、今後具体的な感染発生時への不安や事後対応に対する具体的な知識・情報提供、施設特性に関連する性の支援システム作り、またコスト保障やハード面の対策も合わせて重要であることが示唆された。16年度は、調査結果を踏まえて、HIV医療の現場で感染者支援に従事するカウンセラーらと共に、さらに総合的に考察、検討を加え、今後の支援のあり方や施策、ガイドライン作成の準備段階としての小冊子を作成し、対象とした施設に配布した。また関連学会において研究報告を行うと共に、研究報告書を作成した。目的:HIV感染者が社会福祉施設サービスを利用しようとする時に、サービス不提供者側が抱える不安や課題となる要因を明らかにする。またどのような要因が、サービス提供や受け入れ意向に影響を及ぼしているかを分析する。方法:<対象者>重度身体障害者更正援護施設73箇所、身体障害者療護施設341箇所、知的障害者更正施設1231箇所、児童養護施設552箇所、精神障害者生活訓練施設180箇所の各全数(平成11年度現在)、合計2377箇所。各施設に対して、1)施設長、2)生活・児童指導員、3)その他の計3名に依頼。合計配布数、計7131票。<調査期間>2003年10月11月、質問紙を用いた郵送法<有効回収数>施設999箇所(回収率42.03%)調査票数2843票(回収率39.87%)調査項目:(1)基本属性(2)環境要因(3)H I V感染者の受け入れに関係すると思われる83項目と受け入れ意向に関わる2項目分析方法:単純集計/クロス集計/x2乗検定/一元配置分散分析/因子分析/重回帰分析結果概要:1.因子分析の結果、12因子を抽出した。(1)抗体検査実施義務(2)性への陽性価値観(3)他者への対応困難感(4)感染対応理解(5)医療体制(6)性への対応困難感(7)性支援システム(8)法的責任(9)感染発生時不安(10)健康管理(11)自慰行為容認(12)コスト保証2.受け入れ姿勢への阻害要因や促進要因は多岐に複雑に影響していると共に、施設種別ごとの課題がある。各施設に共通する因子としては、「他者への対応困難」(-方向)「性の陽性価値感」(+方向)が代表的なものであった。3.HIV感染者の受け入れ経験は、22施設でもっていた。4.受け入れ経験より研修経験が今後の受け入れ姿勢に有意に関連していた。5.具体的な感染発生時への不安や事後対応、感染対応への理解の課題も大きく、具体的な知識・情報の提供が重要な課題である。6.施設特性に関連する性の支援システム作りやコスト保障やハード面の対策も合わせて重要である。

16年度は、調査結果を踏まえて、HIV医療の現場で感染者支援に従事するカウンセラーらと共に、さらに総合的に考察、検討を加え、今後の支援のあり方や施策、ガイドライン作成の準備段階としての小冊子を作成し、対象とした施設に配布した。また関連学会において研究報告を行うと共に、研究報告書を作成した。
外部因子によるOn-Off認識制御機能を有する新規アンチセンス分子の創製

これまで報告されているアンチセンス・アンチジーン分子のほとんどは、ターゲット鎖とのコンプレックス形成による遺伝情報の抑制的制御のみを目的としている。単純な抑制的制御ではなく、コンプレックス形成能自身の制御、すなわち認識能の自在な制御が可能になれば、抑制効果のみならず核酸の機能発現のコントロールが可能になると考えられ、アンチセンス分子のの応用範囲がさらに広がることが期待される。この目的のためには外部刺激・外部因子によるコンプレックス形成能の可逆的制御・核酸認識機能の可逆的な制御が必要となるが、これまで外部因子による可逆的な核酸認識制御機能を有する核酸モデル、およびその方法論に関する報告はほとんどない。本研究ではこのような背景を踏まえ、外部因子による可逆的な認識・コンプレックス形成制御機能を有する新しいカテゴリーの人工核酸の開発に取り組んだ。外部因子による遺伝情報の積極的な制御を目指し、核酸認識調節能を有する核酸モデル分子の開発を行った。核酸の認識過程にはヌクレオシド塩基部の配向が大きく関与しており、効果的な認識にはanti配向をとる必要がある。従って、塩基部の配向を外部因子により変化させることができれば、核酸認識能のon-off制御が可能になると考え、ホウ酸類を外部因子として、5′-アミノピリミジンリボヌクレオシドの塩基部の配向が糖部2′,3′-水酸基のホウ酸エステルによる架橋構造形成と塩基部2位カルボニル酸素と5′位アミノ水素との水素結合の協同効果により、効率良くanti配向からsyn配向へと制御可能であることを見出した。さらに、この方法論を用いて5′-アミノピリミジンリボヌクレオシドを認識部位に持つ、ペプチドリボ核酸(PRNA)という新しいカテゴリーの核酸モデルを設計・合成し、ホウ酸類を外部因子として塩基部の配向制御に基づく相補的DNAの認識・錯体形成のon-off制御が可能であることを明らかとした。
病理切片中における寄生虫体同定法の改良(DNAポリメラ-ゼ増殖法の応用)

Polymerase chainreaction(PCR)によれば、pgオ-ダ-のDNAを数時間内にμgに増幅させることが可能である。このmethodの増幅能の高さを利用して病理切片中の微量DNAから寄生虫体の種特異DNAを探り出し、種の同定を行う方法の確立を試みた。DNAの抽出は材料を液体窒素中で粉砕後、TrisーHCl(pH8.0),EDTA,NaCl,SDS,proteinaseKを加え65°Cにて2時間処理し、フェノ-ル/クロロホルムにて除タンパクした後、エタノ-ル沈澱を行い、TEバッファ-に溶解後、260nmの吸光度により、DNA量を測定した。一方、病理切片の場合はバラフィン包理切片(厚さ10μmを23枚)をキシレンにて脱パラフィン後、エタノ-ル処理をし、以下同様の抽出を行った。現段階における結果は、PCR産物からアガロ-ス電気泳動による数本のDNAバンドが得られるものの、バンドの明瞭さ、種間差異、バックグランドの強弱などプライマ-の適否により大きく左右されている。従って現在、数種のプライマ-を作製し、それらの内から種の指標となるべき最高のプライマ-を現在選出中である。また、PCR増幅の基本反応は1)二本鎖DNAの一本鎖化、2)プライマ-の相補的対合、3)新DNA鎖の合成の三ステップから成っている。現在、基本的には各ステップを1)94°C,1分処理、2)37°C,2分、3)72°C,3分で行っているが、それぞれのプライマ-にマッチする条件を詳しく検討中である。
放電現象を利用した金属３Ｄ造形法の研究

本研究は,比較的小型な部品をターゲットとした金属3Dプリンタを開発することを目的としている。対象とする金属は高強度,高融点を有するタングステンである。その手法は,タングステン細線に対して任意の2か所に限定した場所に放電を同時に発生させ,その2ヶ所の間で溶融した細線成分を金属基板に堆積させる方法である。装置は,2つの極間間隙を持つ構造となる。すなわち,電極と細線および細線と基板との間に微小な間隙を設け,この極間間隙をアクチュエータによって制御し,両間隙に同時に放電を発生させる。本研究期間中にプロトタイプとしての装置の放電加工機を製作し,基礎的な実験を実施した。両間隙に同時に放電を発生されるための極間制御を構築し,安定的に同時放電を発生させることが可能となった。この条件下において,2ヶ所同時放電時における細線金属の挙動を高速度カメラで撮影した。撮影は,プラズマの発光の影響を無くすために,レーザー光(523nm)を背光として,この波長のみを通過させるバンドパスフィルターを介して行っている。この結果,放電が発生した2点間の細線は瞬時の溶融状態に達し,溶融した金属がその表面張力によって,表面積が最小となる形で基板に堆積することが明らかとなった。細線の径および電気条件によって,金属の堆積状態は異なり,それぞれの加工条件において堆積に適切な条件を見出した。以上で検証した溶融細線による造形法に加え,薄肉パイプの消耗を利用する方法も同時に実施した。薄肉パイプを高速に回転させることによって,放電柱を滑らせて基板側への熱の入力を制御し,消耗した材料を堆積させることを狙いとした方法である。この方法によっても,パイプ成分を基材に移行させることに成功している。また,レーザ照射による,この改質面の平滑化について検討した。本研究は,細線に対して任意の2か所に限定した放電を同時に発生させることによって,溶融した細線成分を順次金属基板に堆積させることによる金属造形法の開発を目的としている。これによって,溶融した材料を基板へと移行させ,これを繰り返すことによって,金属材料を任意の形状に造形する。今年度は,プロトタイプとしての装置の構築が終了し,基礎的な実験を実施している。細線の溶融状態は,構成した装置の電極極性に大きく依存することが明らかとなった。放電によって溶融した材料は,基板側へと移行することも確認できたが,移行しない場合も確認できたため,今後はミスト気流のアシスト等を機能として加える予定である。また,細線が溶融する形態は,材質や細線の直径によって異なることも確認しており,今後は任意のパルス列を入力するなどの放電電源の制御を含めた検討も合わせて実施する。溶融細線による造形法に加え,薄肉パイプの消耗を利用する方法も同時に実施している。薄肉パイプを高速に回転させることによって,放電柱を滑らせて基板側への熱の入力を押させ,消耗した材料を堆積させることを狙いとした方法である。材料の組み合わせによって放電の滑り現象が異なることを確認しており,今後も単発放電現象を中心にその現象の把握を進め,これを堆積加工に応用する。これまでの研究によって構築してきた放電回路,極間制御がそのまま使用できる研究テーマであるため,機械要素および制御関係において大きな問題が生じていない。材料の溶融が,放電電流のジュール発熱による線爆も関係しているために爆発後の制御が課題となっているが,溶融状態に達することが確認されているため,これを基板に移行させることは可能と思われる。平成29年度までにプロトタイプとしての装置の構築が終了し,基礎的な実験を実施しており,金属の堆積に有効な条件を見出している。この条件下での様子を高速度カメラで撮影した結果,放電が発生した2点間の細線は溶融状態に達し,溶融した金属がその表面張力によって,表面積が最小となる形で基板に堆積することが明らかとなった。細線が溶融する形態は,材質や細線の直径によって異なることも確認しており,今後は任意のパルス列を入力するなどの放電電源の制御を含めた検討も合わせて実施し,これを連続的に実行し,小型部品の造形を試みる。以上で検証した溶融細線による造形法に加え,薄肉パイプの消耗を利用する方法も同時に実施している。単発放電実験によってアーク滑り現象はすでに確認しており,今後は連続放電による堆積加工あるいは表面改質への応用を試みる。