hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヌードマウスに移植した肺固形塵を阻害する新規糖脂質の合成

北海道近海のウニから抗腫瘍活性を示す糖脂質3'-sulfonoquinovosyll'-monoacylglyserideの化合物群が分離された。天然からは極く微量にしか得られず、なおかつ脂肪酸部分が二重結合や重合度に関するの異性体の混合物で得られるため、正確な炭素数、二重結合の数、結合位置を特定することは極めて困難であった。このような理由から、天然型の化合物の化学合成を行い、その知見を利用して種々の類縁体を合成し、抗腫瘍活性の高い物質を得ることを目的とした。平成9年度では、α-allylglucosideを出発原料にして、二級アルコールの立体を無視した合成経路を確立した。飽和および不飽和脂肪酸を導入した化合物22種の合成に成功した。平成10年度はβ-allylglucosideを出発原料にして、同様の化合物22種を合成した。真核生物のDNA polymeraseを使用した酵素阻害試験では、αおよびβに対して低濃度で阻害する物質があった。細胞試験では糖鎖の1位の立体と脂肪酸の組成により活性が選択であることが明らかになったが、ヌードマウスを使った試験では細胞試験とは異なる脂肪酸に活性がみられた。糖脂質の脂肪酸部位が活性発現の重要な因子であることを見いだしたので、生化学試験を検討した結果、DNA polymeraseβの8kDa domainと脂肪酸が結合することが明らかになった。この結合様式を750MHz NMRで解析を試みるためN15を導入したDNA polymerase β8kDaを大量に発現させた。コンピュータ解析により、阻害において重要なタンパクドメインのアミノ酸残基がL11,K35,H51,T79であることを決定することに成功した。北海道近海のウニから抗腫瘍活性を示す糖脂質3'-sulfonoquinovosyl 1'-monoacylglyserideの化合物群が分離された。糖脂質の脂肪酸部位が活性発現の重要な因子であることを見いだしたので、生化学試験を検討した結果、DNA polymeraseβの8kDadoainと脂肪酸が結合することが明らかになった。この結合様式を750MHzNMRで解析を試みるためN15を導入したDNA polymeraseβ8kDaを大量に発現させた。
電気化学的な電子状態変調による遷移金属酸化物薄膜超伝導体の創製

本研究は,薄膜化した遷移金属酸化物に対して電気化学的にキャリアをドーピングすることによって,新奇な超伝導体を創製することを目的とする。また,各種の電子相転移を元素横断的に調べ上げ,新奇な物質群を探索しそれらの機能性を明らかにすることを狙いとする。3年計画の初年度は,薄膜試料の合成と基礎物性の評価に注力した。その結果,LiV2O4やLiNbO2の薄膜を作製することに成功した。LiV2O4とLiNbO2はこれまで多結晶バルク体しか合成されていなかった。作製した薄膜は単結晶であり,これらの物質本来の電気伝導率や光学特性を明らかにした。また,得られた試料に対して電気化学的にLiイオンを挿入・脱離することで電子・ホールドープを試したところ,キャリア量に応じて金属絶縁体転移を示すことを見出した。さらにLiNbO2では超伝導を観測することに成功した。この物質が超伝導体であることはすでに知られている。しかし,その発現機構や電子状態は明らかになっていない。我々はさらに実験を進め,結晶構造に由来する特異な物性を明らかにした。LiNbO2は,NbO6ユニットが遷移金属酸化物でよくみられる八面体ではなく三角柱状の構造を有する。三角柱状NbO6からなる層とLiが積層した2次元物質である。これらの構造上の特徴が,ホールキャリアの増加に従って可視光領域の透明性が増す(通常は減るところが)という特異な物性の発現につながっていると考えられる。p型透明導電体は数多く知られているが,高い透明性と超伝導の両方を示す物質は初めてである。今後,光電子分光スペクトルや磁気抵抗特性を評価し,LiNbO2の電子状態をさらに詳しく調べる予定である。単結晶薄膜を用いた超伝導転移や金属絶縁体転移を外場によって制御する研究は,近年基礎・応用の両面から注目を集めている。このことを踏まえ,前項で述べた研究目的を設定した。初年度は,薄膜試料の合成と基礎物性の評価し,前周期遷移金属酸化物の準安定相が得られる合成範囲を見極めることを計画した。具体的には,強還元下におけるパルスレーザ堆積法(強還元PLD)により,種々の基板上にLiV2O4,LiCr2O4やLiNbO2の薄膜をエピタキシャル成長することを計画した。前項で述べた通り,LiV2O4とLiNbO2については順調に進展した。しかしながら,LiCr2O4については,種々検討した結果直接合成することは困難であるとの結論に達した。そこで,まずLiサイトをMgやZnで置換した薄膜を作製し,電気化学的にLiに置換することを検討した。高い結晶性を有するMgCr2O4とZnCr2O4の薄膜を作製することに成功したが,Li置換の実験はうまく行かなかった。このことは,3価のCrが非常に安定であることに由来する。狙いとする3価と4価の混合原子価状態を実現することが極めて難しいことが明らかになった。一連の実験は,準安定相が得られる合成範囲を見極めることにつながった。以上より,初年度としてはおおむね順調に進展していると自己評価した。今後も引き続き薄膜試料の合成と基礎物性の評価に注力し,エピタキシャル安定化により前周期遷移金属酸化物の準安定相が得られる合成範囲を見極める。新たな物質にも取り組む。得られた薄膜試料に対して,フォトリソグラフィ装置,ドライエッチング装置,ワイヤーボンダーを用いて電気特性評価用試料に加工し,電気化学的なキャリアドープ制御を試みる。さらに放射光を用いた光電子分光,X線吸収分光,X線回折評価を実施する予定である。

単結晶薄膜を用いた超伝導転移や金属絶縁体転移を外場によって制御する研究は,近年基礎・応用の両面から注目を集めている。このことを踏まえ,前項で述べた研究目的を設定した。初年度は,薄膜試料の合成と基礎物性の評価し,前周期遷移金属酸化物の準安定相が得られる合成範囲を見極めることを計画した。具体的には,強還元下におけるパルスレーザ堆積法(強還元PLD)により,種々の基板上にLiV2O4,LiCr2O4やLiNbO2の薄膜をエピタキシャル成長することを計画した。前項で述べた通り,LiV2O4とLiNbO2については順調に進展した。しかしながら,LiCr2O4については,種々検討した結果直接合成することは困難であるとの結論に達した。そこで,まずLiサイトをMgやZnで置換した薄膜を作製し,電気化学的にLiに置換することを検討した。高い結晶性を有するMgCr2O4とZnCr2O4の薄膜を作製することに成功したが,Li置換の実験はうまく行かなかった。このことは,3価のCrが非常に安定であることに由来する。狙いとする3価と4価の混合原子価状態を実現することが極めて難しいことが明らかになった。一連の実験は,準安定相が得られる合成範囲を見極めることにつながった。以上より,初年度としてはおおむね順調に進展していると自己評価した。今後も引き続き薄膜試料の合成と基礎物性の評価に注力し,エピタキシャル安定化により前周期遷移金属酸化物の準安定相が得られる合成範囲を見極める。新たな物質にも取り組む。得られた薄膜試料に対して,フォトリソグラフィ装置,ドライエッチング装置,ワイヤーボンダーを用いて電気特性評価用試料に加工し,電気化学的なキャリアドープ制御を試みる。さらに放射光を用いた光電子分光,X線吸収分光,X線回折評価を実施する予定である。
半導体材料およびデバイスの基礎研究

平成6年8月22日から26日に東京工業大学に韓国側から2名の研究者を招き、日本側からの研究者と超高速エレクトロニクス研究棟にて研究討論を行った。同時期に東京で開催された国際会議「固定素子材料コンファレンス」に韓国側および日本側研究者が共に参加して研究動向を調査し研究の現状および今後の方針について討論した。平成6年11月24日から27日に韓国全北大学で開催の半導体物理研究センターシンポジウムに日本側研究者1名が参加し招待講演発表を行い、韓国側研究者らと研究討論を行った。半導体物理研究所の研究実験施設および設備を見学し、今後の共同研究について討論し意見交換を行った。平成7年1月26日から1月27日に韓国側研究者2名を東京工業大学工学部に招聘し、日本側研究者と研究討論を行った。日本側からは今年度発足した量子効果エレクトロニクス研究棟の研究実験施設および設備の説明を行い、研究討論ならびに意見交換を行った。以上の研究交流によりお互いの研究課題、研究方法についての相互理解を深め具体的方法の議論が始まった。本学術交流により相互理解がたいへんに深まった。これらの交流研究テーマである半導体物理に関して研究を推進し、以下の研究成果を挙げた。半導体中での電子の無衝突伝導について特に量子論的波動性を評価した。ホットエレクトロンの位相コヒーレンスを電子波のファブリペロ-共振器、すなわち、二重障壁共鳴トンネルダイオード、の共鳴エネルギー幅から定量的に求めることを研究した。まず、対称二重障壁共鳴トンネルダイオード(DBRTD)にバイアス電圧が印加されて非対称構造になった場合の共鳴エネルギー幅を電子の位相緩和現象を考慮して理論解析し、共鳴エネルギー幅と位相コヒーレンス長との関係を解明した。理論解析の結果、共鳴エネルギー幅は、(1)位相コヒーレンス長、(2)構造パラメータ(主には、障壁幅と井戸幅)、(3)構造不均一性(ヘテロ界面の凹凸による井戸幅の不均一および不純物イオンのランダムな配置による)、依存することが解明された。さらに適切な範囲で共鳴エネルギー幅のパラメータ依存性を実験的に調べることにより、それぞれの要因を分離して位相コヒーレンス長を抽出できることを明らかにした。上記の理論検討結果に基づいて、OMVPE法でGalnAs/InP DBRTDを作成し、ダイオードの電圧電流特性を測定し、共鳴準位相を土屋・榊らの方法、すなわち電圧-電流特性の二階微分カーブの幅を測定することにより求めた。障壁幅依存性からは測定した共鳴エネルギー幅には障壁を通しての外部との結合の影響は含まれず、位相コヒーレンス長は70-120nmと推定される。一方、井戸幅依存性の実測結果からは、我々の作成したRTDの井戸幅の揺らぎ幅は0.7nm以下であり測定した共鳴エネルギー幅には井戸幅の不均一の影響が含まれないことを示している。さらに井戸内にランダムに配置された不純物イオンの影響を除去して共鳴エネルギー幅を測定する方法として、RTDのエミッタを微細化し、エミッタ直下の井戸内に不純物イオンが一つも存在しない状況を作りだすことを考察した。ところがエミッタを微細化すること自体によりRTDの共鳴エネルギー幅が増大することが理論的に解明された。この結果から、微細エミッタを用いて共鳴エネルギー幅を測定し、エミッタ微細化そのものによる影響を排除したコヒーレンス長を求めることが可能になった。上記のDBRTDの電圧電流特性の二階微分から共鳴エネルギー幅を測定する方法では4Kまでの低温でしか測定できない。より高温でのホットエレクトロンのコヒーレンス長を評価するために、3重障壁共鳴トンネルダイオード(TBRTD)の共鳴エネルギー特性を用いることに着目し位相緩和を考慮して理論解析を行った。その結果、極低温から100Kまでの温度範囲で、J-V特性から位相コヒーレンス長を評価できることが判明した。この結果により77K程度までの温度で半導体中の位相コヒーレンス長を測定することが可能になった。

まず、対称二重障壁共鳴トンネルダイオード(DBRTD)にバイアス電圧が印加されて非対称構造になった場合の共鳴エネルギー幅を電子の位相緩和現象を考慮して理論解析し、共鳴エネルギー幅と位相コヒーレンス長との関係を解明した。理論解析の結果、共鳴エネルギー幅は、(1)位相コヒーレンス長、(2)構造パラメータ(主には、障壁幅と井戸幅)、(3)構造不均一性(ヘテロ界面の凹凸による井戸幅の不均一および不純物イオンのランダムな配置による)、依存することが解明された。さらに適切な範囲で共鳴エネルギー幅のパラメータ依存性を実験的に調べることにより、それぞれの要因を分離して位相コヒーレンス長を抽出できることを明らかにした。上記の理論検討結果に基づいて、OMVPE法でGalnAs/InP DBRTDを作成し、ダイオードの電圧電流特性を測定し、共鳴準位相を土屋・榊らの方法、すなわち電圧-電流特性の二階微分カーブの幅を測定することにより求めた。障壁幅依存性からは測定した共鳴エネルギー幅には障壁を通しての外部との結合の影響は含まれず、位相コヒーレンス長は70-120nmと推定される。一方、井戸幅依存性の実測結果からは、我々の作成したRTDの井戸幅の揺らぎ幅は0.7nm以下であり測定した共鳴エネルギー幅には井戸幅の不均一の影響が含まれないことを示している。さらに井戸内にランダムに配置された不純物イオンの影響を除去して共鳴エネルギー幅を測定する方法として、RTDのエミッタを微細化し、エミッタ直下の井戸内に不純物イオンが一つも存在しない状況を作りだすことを考察した。ところがエミッタを微細化すること自体によりRTDの共鳴エネルギー幅が増大することが理論的に解明された。この結果から、微細エミッタを用いて共鳴エネルギー幅を測定し、エミッタ微細化そのものによる影響を排除したコヒーレンス長を求めることが可能になった。上記のDBRTDの電圧電流特性の二階微分から共鳴エネルギー幅を測定する方法では4Kまでの低温でしか測定できない。より高温でのホットエレクトロンのコヒーレンス長を評価するために、3重障壁共鳴トンネルダイオード(TBRTD)の共鳴エネルギー特性を用いることに着目し位相緩和を考慮して理論解析を行った。その結果、極低温から100Kまでの温度範囲で、J-V特性から位相コヒーレンス長を評価できることが判明した。この結果により77K程度までの温度で半導体中の位相コヒーレンス長を測定することが可能になった。本研究の初年度に当たる平成4年度においては、韓国からの研究者の招へいと韓国への研究者の派遣を行い、半導体量子構造についての国際研究協力を実施した。まず、平成4年12月に、韓国側研究者3名(研究分担者:H.J.Lee、および研究協力者:C.H.Chung、およびB.D.Choi)が東京工業大学に滞在し、高速エレクトロニクスセンターおよび像情報工学研究施設において分子線エピタキシー(MBE)および有機金属気相エピタキシー(MOVPE)による化合物半導体のヘテロ構造ならびに量子構造の結晶成長を日本側研究者と共に研究した。韓国側研究者はこれらの試料を持ち帰り、それらの電気的ならびに光学的特性の評価を行った。
果樹園用収穫ロボットの研究

1.かんきつ類等の大きな樹冠を有する果樹の果実収穫をロボットで行うため,以前から直線動腕型のロボットの試作を行ってきた.61年度から始まった本課題研究では,このロボットにより実際に果実収穫ができるようにすることを目的とし,マニピュレータの改良,外界認識機能の試作実験及び果実収穫基礎実験を行った.2.カラーテレビカメラを用いて色により果実を識別し,マイクロコンピュータに果実像を入力する装置を試作した.これを用いてステレオ画像法により果実の三次元位置を求める実験を行った結果,良好な結果を得た.3.果実収穫用にゴム製3本指と空気圧駆動のハサミを持つフレキシブルハンドを試作し,マニピュレータ先端に取付けた.このハンドは3本指で果実を把握し,ハサミで結果枝を切断するものである.4.上記画像入力装置により果実位置を検出し,フレキシブルハンドにより果実を収穫する室内実験の結果, 3本指により果実を柔らかく把握し,ハサミで結果枝を切断する動作が行え,損傷なく収穫できる見通しを得た.5.上記のカラーテレビカメラとは別に,果実認識に適した分光感度特性をもつ2板式テレビカメラを試作した.これは2枚の撮像素子に異なる波長の像を受け, 2つの映像信号を比較することにより果実像を得るものである.撮像実験の結果,良好な像を得ることができた.6.ロボットハンドを果実に近づけるときに障害となる茎葉等を検出するため,アクティブレンジファインダ式の光電センサを試作した.実験の結果,センサ前方の障害物の位置を検出することができ,良好な結果が得られた.7.今後,実際の果樹園内での収穫実験を行い,作業性能を調査する予定である.1.かんきつ類等の大きな樹冠を有する果樹の果実収穫をロボットで行うため,以前から直線動腕型のロボットの試作を行ってきた.61年度から始まった本課題研究では,このロボットにより実際に果実収穫ができるようにすることを目的とし,マニピュレータの改良,外界認識機能の試作実験及び果実収穫基礎実験を行った.2.カラーテレビカメラを用いて色により果実を識別し,マイクロコンピュータに果実像を入力する装置を試作した.これを用いてステレオ画像法により果実の三次元位置を求める実験を行った結果,良好な結果を得た.3.果実収穫用にゴム製3本指と空気圧駆動のハサミを持つフレキシブルハンドを試作し,マニピュレータ先端に取付けた.このハンドは3本指で果実を把握し,ハサミで結果枝を切断するものである.4.上記画像入力装置により果実位置を検出し,フレキシブルハンドにより果実を収穫する室内実験の結果, 3本指により果実を柔らかく把握し,ハサミで結果枝を切断する動作が行え,損傷なく収穫できる見通しを得た.5.上記のカラーテレビカメラとは別に,果実認識に適した分光感度特性をもつ2板式テレビカメラを試作した.これは2枚の撮像素子に異なる波長の像を受け, 2つの映像信号を比較することにより果実像を得るものである.撮像実験の結果,良好な像を得ることができた.6.ロボットハンドを果実に近づけるときに障害となる茎葉等を検出するため,アクティブレンジファインダ式の光電センサを試作した.実験の結果,センサ前方の障害物の位置を検出することができ,良好な結果が得られた.7.今後,実際の果樹園内での収穫実験を行い,作業性能を調査する予定である.1.大きな樹冠を有する果樹の果実収穫をロボットで行うため、以前から直線動腕型の果実収穫用ロボットの試作を行ってきた。61年度から始ままった本課題研究では、このロボットにより実際に果実収穫ができるようにすることを目的とし、マニピュレータの改良、果実収穫に必要な外界認識機能の試作及びそれらの基礎的実験を行い、あわせてロボット収穫を試みた。2.テレビカメラにより果実位置を検出するため、果実画像をマイクロコンピュータに入力する装置を試作した。またマニピュレータのハンド部には、果実を把握するための空気圧駆動のゴム製の指及び果柄を切断するためのカッタを試作してマニピュレータ先端に取り付けた。マイクロコンピュータには16ビットCPUをもつボードコンピュータを使用し、果実画像かからステレオ写真の方法で果実位置を計算し、マニピュレータを駆動して指で把握し、カッタにより切断して収穫するソフトウェアの開発を行った。この装置及びソフトウェアを用いて、室内でかんきつ類の収穫模擬実験を試みたが良好な結果が得られた。3.果実位置検出のため、固体撮像素子を2枚用いたテレビカメラを試作し、果実認識実験を行った。1枚の撮像素子には波長670nmのフィルタを取り付けて果実に感じやすくし、他方の撮像素子には波長530nmのフィルタを取り付けて葉等に感じやすくした。これら2つの撮像素子からの映像信号をコンパレータで比較することにより、明瞭な果実画像が得られた。4.果樹園内を自動的に走行して作業を行わせるためには、樹木の存在等の外界認識を行う必要がある。このため8組の超音波センサをポール上に等間隔に並べ、ポールを一定距離移動させるごとにスキャンすることにより、樹木の形状を認識する実験を行った。この結果、樹木の大略の形状を認識することが可能であった。
軟骨形成を促進するバテライト含有ポリ乳酸系ハイブリッドビーズの設計

ケイ酸・カルシウムイオン徐放型の軟骨修復材料の作製と、その基礎となる科学を明らかにすることをめざし、上記イオンの徐放担体であるシロキサン含有ベテライト(SiV)粒子中のアミノシロキサン含有割合による結晶配向性、化学耐久性制御について調査を行った。シロキサン源としてアミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)のみ、および30100mol%をテトラエトキシシラン(TEOS)に置換した混合シランを用い、SiV粒子を合成した。得られた粒子は全て約23wt%のシロキサンを含有した球状二次粒子であった。^29Si MAS-NMRにより、これらはAPTEs、TEosそれぞれに由来するシロキサンを仕込み比とほぼ同率で含有しており、T^1, T^2, Q^2, Q^3種に由来するシラノール基を豊富に含むことを明らかにした。各XRDパターンから、APTES含有率が075mol%まで増加することに伴いI(004)/1(110)のピーク積分面積比(c/ab面比率)が増加することを見出した。またシリコン内部標準に対する各粒子のバテライト(112)面のピーク積分面積比はAPTES含有率に伴い減少し、非晶質炭酸カルシウムが増加することを見出した。上述のSiVを生理pH緩衝溶液に浸漬した際、初期2hまでのケイ酸イオン溶出量、および浸漬24h後の総溶出量はAPTESの添加比率に伴って増加した。APTES由来のシロキサンはアミノ基の塩基性自己触媒作用により加水分解が早期に進行し、これらが初期のケイ酸イオン濃度増加に寄与すると考えられる。APTES : TEOS=70:30 (mol ratio)のSiVではカルシウムイオンの特異的な徐放を示す一方、他のSiVでは浸漬初期30minでの急激な濃度上昇を示すことを明らかにした。これらより、(i)シロキサン中のアミノ基がバテライト一次粒子のc面へのシロキサン配位に主に寄与していること、(ii)SiV中のバテライトの溶解は結晶配向性、シロキサンの化学耐久性の2つに律速されることを明らかにした。前年度の研究項目であったシロキサン含有バテライト粒子中の炭酸カルシウムの安定化機構に関する知見をもとに、シロキサン-バテライトの界面構造におけるアミノ基の寄与について説明することに成功した。さらに、結晶配向性の発現メカニズム、およびこれを応用した化学耐久性制御手法について、J. Mater. Chem. 2報、J. Ceram. Soc. Japan 1報としてまとめ報告することに至った。(抄録なし)ケイ酸・カルシウムイオン徐放型の軟骨修復材料の作製と、その基礎となる科学を明らかにすることをめざし、イオン徐放担体であるシロキサン含有バテライト(SiV)粒子の構造解析を行った。また、粒子の化学耐久性制御をめざし、テトラエトキシシラン(TEOS)、ポリ乳酸(PLA)をSiVに添加した際の構造、および溶解挙動を評価した。1.SiVの構造解析:赤外分光分析(FT-IR)より、SiV粒子はSi源であるアミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)由来のシロキサン、バテライトに加え、非晶質炭酸カルシウム相(ACC)が存在することを明らかにした。またTris緩衝液(pH7.4)中に浸漬した際、シロキサンおよびACCが先に溶解し、その間、バテライトの溶解が顕著に遅延する傾向が見られた。SiVはバテライト核をACC、シロキサンが被覆した一次粒子で構成されると考えられる。2.TEOS添加SiV:APTESを段階的にTEOSへと置換(最大50%)し、SiVを合成した。APTES比率の減少に伴いACCが顕著に減少した。Tris緩衝溶液中では、APTES比率の減少に伴い粒子中の炭酸カルシウム相の溶解(カルサイトへの溶解再析出)が促進された。このことより、アミノ基を有するシロキサンは炭酸カルシウムと複合化し、溶解を遅延させる一方、TEOSシロキサンは溶解挙動にほぼ影響しないことが分かった。3.PLA添加SiV:PLAを20wt%含有したSiVについて評価した。FT-IRより、含有されたPLAのカルボキシ基に由来するピークがPLA単体に比べ高波数側にシフトしており、PLAが分子レベルでシロキサン、バテライトと複合し、分子鎖間の水素結合が抑制されている可能性が示唆された。緩衝溶液中において、通常のSiVより早期にCa^<2+>イオンの溶出が見られた。PLAのカルボキシ基は水溶液中にて酸性を示し、粒子中のバテライトの溶解を促進した可能性が示唆された。シリコンイオン種・カルシウムイオン徐放型の軟骨修復材料の作製と、その基礎となる科学を明らかにすることをめざし、(1)英国Imperial CollegeLondonでの派遣研究に着手し、シリカおよびγ-ポリグルタミン酸カルシウムからなるハイブリッドハイドロゲルの溶解性制御に関する研究に着手した。また、(2)上記イオンの徐放担体であるシロキサン含有バテライト(Siv)粒子の合成時における貧溶媒添加の影響について調査を行った。1.γ-PGA/シリカハイブリッドハイドロゲルの溶解挙動:ポリグルタミン酸カルシウム(CaPGA)をグリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)により架橋し、ハイブリッド体を作製した。赤外分光分析(FT-IR)より、CaPGA/GPTMS間に生成したエステル結合由来のC=O、PGA側鎖にCa^<2+>

イオンが配位し生成したCOO^-、GPTMSの縮合に伴うSi-O-Si結合に起因するバンドが見られた。この試料をジメチルカーボネート共存下にて合成した際、GPTMSとの反応に伴い新たなCO^-グループを生成した。Tris緩衝液(pH7.4)中に浸漬した際、これらの試料ではより緩やかにCa^<2+>イオンが溶出することを見出した。2.合成溶媒の変化がシロキサン含有バテライト粒子の化学耐久性に及ぼす影響:炭酸ガス化合法でのSiV粒子合成の際、溶媒のメタノールを段階的にアセトンへと置換(最大50vol.%)した。その際、粒子中に含まれるバテライトのc面への配向性が向上する傾向が見られた。同時に、粒子中の非晶質炭酸カルシウム相が減少する傾向が見られた。また、すべての試料で約70mo1%のT^2、および約30mol%のT^3構造からなるシロキサンが含有されていた。Tris緩衝溶液中では、このc面配向性の向上に伴い浸漬初期30minでのカルシウムイオン溶出量が徐々に減少することを見出した。ケイ酸・カルシウムイオン徐放型の軟骨修復材料の作製と、その基礎となる科学を明らかにすることをめざし、上記イオンの徐放担体であるシロキサン含有ベテライト(SiV)粒子中のアミノシロキサン含有割合による結晶配向性、化学耐久性制御について調査を行った。シロキサン源としてアミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)のみ、および30100mol%をテトラエトキシシラン(TEOS)に置換した混合シランを用い、SiV粒子を合成した。得られた粒子は全て約23wt%のシロキサンを含有した球状二次粒子であった。^29Si MAS-NMRにより、これらはAPTEs、TEosそれぞれに由来するシロキサンを仕込み比とほぼ同率で含有しており、T^1, T^2, Q^2, Q^3種に由来するシラノール基を豊富に含むことを明らかにした。各XRDパターンから、APTES含有率が075mol%まで増加することに伴いI(004)/1(110)のピーク積分面積比(c/ab面比率)が増加することを見出した。またシリコン内部標準に対する各粒子のバテライト(112)面のピーク積分面積比はAPTES含有率に伴い減少し、非晶質炭酸カルシウムが増加することを見出した。上述のSiVを生理pH緩衝溶液に浸漬した際、初期2hまでのケイ酸イオン溶出量、および浸漬24h後の総溶出量はAPTESの添加比率に伴って増加した。APTES由来のシロキサンはアミノ基の塩基性自己触媒作用により加水分解が早期に進行し、これらが初期のケイ酸イオン濃度増加に寄与すると考えられる。APTES : TEOS=70:30 (mol ratio)のSiVではカルシウムイオンの特異的な徐放を示す一方、他のSiVでは浸漬初期30minでの急激な濃度上昇を示すことを明らかにした。これらより、(i)シロキサン中のアミノ基がバテライト一次粒子のc面へのシロキサン配位に主に寄与していること、(ii)SiV中のバテライトの溶解は結晶配向性、シロキサンの化学耐久性の2つに律速されることを明らかにした。初年度の研究予定項目であったシロキサン含有バテライト粒子の構造解析について十分な知見を得ると共に、次年度以降で予定していた粒子の化学耐久性の制御に関しても着手することができ、期待以上の大きな進展があった。
溶融急冷法による高温超伝導線材の作成と結晶配向の制御

本研究は、溶融急冷法(ガラスセラミックス法)を用いてBi-Pb-Sr-Ca-Cu-O系の超伝導ガラスセラミックスを作製し、ガラスからの超伝導結晶の生成機構、高Tc相生成に対する添加物効果、超伝導線材の作製と特性および結晶配向に対する冷間プレスの効果などを明らかにすることを目的とする。得られた研究成果をまとめると次のようになる。1.(Bi,Pb)_2Sr_2Ca_2Cu_3O_y組成にSb_2O_3やMoO_3を添加すると、高Tc相の生成が著しく増加することを見い出した。熱分析の結果より、870°C付近の部分溶融温度がSbとPbあるいはMoの共存下で著しく低下し、しかも部分溶融による吸熱ピ-クもかなりブロ-ドになることがわかった。2.Bi_2Sr_2CaCu_2O_x超伝導ガラスセラミックス(臨界温度=85K、臨界電流密度Jc(77K,零磁場)=200A/cm^2における超伝導結晶間の粒界結合の状態を交流複素帯磁率の温度および磁場依存性を測定することによって調べた。その結果、粒内での損失ピ-ク(90K付近)、低Tc相粒界でのジョセフソン弱結合による損失ピ-ク(80K付近)および非超伝導相を介在した弱結合による損失ピ-ク(50K付近)の3種類が主として存在することが明らかになった。3.Bi_2Sr_2CaCu_2O_xガラスファイバ-を熱処理することにより、超伝導細線(線径:100μmx20μm)を作製することに成功した。臨界温度はいまのところ50K前後であり、バルクの値と比憤するとかなり低い。現在、熱処理条件と超伝導特性や結晶の集合組織との関係を検討中である。
非褥瘡部の炭酸入浴剤足浴による効果：仙骨部の褥瘡が炭酸入浴剤足浴で改善するか

本研究の目的は、第1に褥瘡部位が足以外にある場合での炭酸入浴剤を用いた週2回の足浴を、さら湯足浴および通常ケアのみの群と比較し、褥瘡改善効果を明らかにすること。第2に炭酸入浴剤の足浴により体温、皮膚温、血流などにより褥瘡改善効果への作用機序への情報を得ることである。研究仮説は、仙骨部、大転子部及び腸骨稜部などにある褥瘡に対して、炭酸入浴剤を用いた週2回の足浴の方が、さら湯浴での週2回の足浴および通常ケアに比べ、褥瘡治癒率がよいである。研究デザインは、無作為化比較試験(臨床介入研究)で対象者は、医療型療養病棟に入院している仙骨部、大転子部及び腸骨稜部などに褥瘡のある患者120名を予定していたが、現在60名ほどである。炭酸入浴剤を用いた週2回の足浴(介入群)、さら湯足浴群(対照群A)と通常ケアのみ(対照群B)に無作為に割付け、プロトコルに基づく介入を行う。主要評価項目は、日本褥瘡学会の褥瘡経過評価用ツールを用いたDESIGN-R得点で、副次的評価項目は褥瘡部の写真結果とし、介入開始前と終了時のDESIGN-R得点から改善率を算出、比較する。患者を炭酸入浴剤を用いた週2回の足浴(介入群)、さら湯足浴(対照群A)と通常ケアのみ(対照群B)に無作為に割り付ける。介入群には炭酸入浴剤を用いた週2回の足浴を8週間、対照群Aには週2回のさら湯足浴を8週間実施し、対照群Bには通常ケアのみを8週間実施する。対象者に実施する血液検査は、Alb、TP、RBC、Hb、Ht、HbA1c、FBS、T-CHOである。対象者は医療型療養病棟からを予定していたが、2018年度から実施された褥瘡ケアの保健点数の算定条件によりケアの質が向上し、褥瘡が激減しているため、老人保健施設等にも施設を拡大し、交渉している。研究対象者を医療型療養病棟に入院している仙骨部、大転子部及び腸骨稜部などに褥瘡のある患者120名としていたが、2018年度に褥瘡ケアの保険点数のための条件がきびしくなり、どの病院も保険点数確保のため褥瘡ケアを充実させたため、褥瘡患者が激減した。褥瘡患者がほとんどいないからと研究の受け入れを断られ続けたため対象者を確保できず、対象者数を確保するため、近くの病院だけでなく、遠距離の病院、病院だけでなく老健施設・特別養護老人ホームなどの施設にも交渉せざる負えなくなった。研究受け入れ病院・施設の交渉、確保に長時間を要している。難航していた臨床介入研究受け入れの施設確保も、数を減らした上で何とか確保できそうになった。実施が遅れたため、研究期間を1年延長して(既に大学の研究倫理審査委員会では期間延長申請を承認された)実施予定である。

研究対象者を医療型療養病棟に入院している仙骨部、大転子部及び腸骨稜部などに褥瘡のある患者120名としていたが、2018年度に褥瘡ケアの保険点数のための条件がきびしくなり、どの病院も保険点数確保のため褥瘡ケアを充実させたため、褥瘡患者が激減した。褥瘡患者がほとんどいないからと研究の受け入れを断られ続けたため対象者を確保できず、対象者数を確保するため、近くの病院だけでなく、遠距離の病院、病院だけでなく老健施設・特別養護老人ホームなどの施設にも交渉せざる負えなくなった。研究受け入れ病院・施設の交渉、確保に長時間を要している。難航していた臨床介入研究受け入れの施設確保も、数を減らした上で何とか確保できそうになった。実施が遅れたため、研究期間を1年延長して(既に大学の研究倫理審査委員会では期間延長申請を承認された)実施予定である。予定していた施設だけでは対象者が全く確保できず、依頼病院を増やし、老健施設・特別養護老人ホームなどの施設にも交渉している。そのため、対象者の確保に長時間を要し、介入実施が1年遅れ、助成金使用も1年遅れの予定である。
アルゼンチンにおける国民国家建設と文化統合―国民教育を中心として―

本研究は、アルゼンチンにおける国民国家の建設過程を、文化統合に焦点を当てて明らかにしようというものである。具体的には、2010年度時点において、対象として注目する移民集団を現在のシリア、レバノンからの人々(「大シリア」系移民)に絞り、彼らの定着過程とエスニック・アイデンティティの変容を通してその過程を論じるべく研究を進めた。当初の研究計画においては、国民教育と民族教育のせめぎあいのなかから、アルゼンチンにおける国民国家の形成を論じることを目指していたが、文献調査や現地調査を進めるうちにその計画への修正が必要であることが判明した。まず、アルゼンチンにおいて国民教育が徹底するのは20世紀半ばであり、研究対象とする予定であった時期には、先行研究が示すほどに国民教育が普及していなかった。そのため、当初の枠組みでの研究は困難であると判断した。そこで、シリアおよびレバノンからの移民に着目し、彼らの定着過程を一つの事例として分析することとした。本研究において重要な議論の第一点目は、研究の対象としている時代が世界史上、世界的に国民国家体制が形成されていく時代だったということ、第二点目は同化主義的な移民政策をとってきた移民国家としてのアルゼンチンに対する従来の解釈を再検討することである。第一に、そうした歴史的文脈での大シリア系の事例は、現在の国際移民研究において前提となっている「国民国家から国民国家への移動」という図式には当てはまらない。そこで本研究では、彼らを「帝国の辺境からの移民」と位置づけてそのエスニック・アイデンティティの変容過程を分析する。第二に、フランス型移民国家のアルゼンチンとされてきたが、大シリアからの移民の事例を通して、定着と並行してエスニック・アイデンティティも形成してきたことを示し、アルゼンチンの新たな姿を示すものである。20世紀初頭に移民を多く受け入れたアルゼンチンにおいて、「国民」をどのように形成していったのかを、国民教育と民族教育との関係とその変遷を通して考察することを目指している。現在までの重要な展開は、対象として注目する移民集団を現在のシリア、レバノンからの人々(「大シリア」系移民)に絞ったことである。この時期におけるアルゼンチンへの入移民は、その約8割がイタリア及びスペインからの移民によって占められており、従来の研究の焦点もそれら南欧ないしは西欧からの移民に当てられてきた。その反面、「大シリア系」移民をはじめ、中欧・東欧、中東、アジア、隣接諸国からの移民の存在がこれまでは捨象されてきた。しかし大シリア系移民を取り上げずしてアルゼンチンにおける移民と国民国家について考察することはできない。なぜなら、彼らはアルゼンチンにおいてカトリックと「イスパニア性」に根ざした文化に基づくナショナル・アイデンティティが創出される過程において流入しており、特に可視的であった文化的な違いを理由に差異化の標的となった。だが彼らはその後エスニック・マイノリティとして従属的な地位にいるわけではなく、大胆にいえば、やはり「アルゼンチン人」を形成している。このことは、マジョリティの想定とは異なる形での国民国家との関係の形態が形成されてきたことを示唆している。そこで、彼らの経験への接近を通して、アルゼンチンにおける「国民」の境界がどのように変容したのかを明らかにすることへと研究を展開させた。2010年は現地調査に重点をおき、5月6月、11月12月にかけて2度現地に赴き、資料の収集や聞き取り調査の準備を行った。資料としては統計資料の他、現在のシリアおよびレバノンからの移民の組織に関する資料を収集した。
ポリ乳酸グラフト化多糖の蛋白質徐放製剤材料としての検討

蛋白質を安定かつ大量に内包し、分解に従って徐放する新しい蛋白質製剤用材料としてポリ乳酸(PLA)グラフト化多糖を応用すること目的として,本年度はデキストランを用いて調製したPLAグラフト化デキストランからの蛋白質内包ミクロスフェア(MS)の調製について検討した。前年度までに確立した方法、すなわち多糖のトリメチルシリル(TMS)化、その残存水酸基を開始点とするL-lactideの開環グラフト重合、脱TMS化というステップを経て、PLAグラフト化デキストランを得た。得られたPLAグラフト化デキストランを用いてW/O/Wエマルション・液中乾燥法により蛋白質内包MSを調製した。モデル蛋白質としてはFITCラベル化アルブミンなどを使用した。共焦点レーザー蛍光顕微鏡観察により、FITCラベル化アルブミンがMS内に均一に分散している様子が観測された。また、MSから放出されたタンパク質の高次構造変化をCDスペクトルを測定することにより考察したところ、PLAグラフト化デキストランMSから放出されたアルブミンは、PLA-MSから放出されたものより変成の程度は低かった。一方,上記のようなTMS化,重合,脱保護というステップではなく,簡便なカップリング(縮合)反応によるPLAグラフト化多糖の合成方法を開発するため,アミノ末端PLAの新規合成についても検討した。その結果,Boc保護されたアミノエタノールのアルコキシドを開始剤としたL-lactideの開環重合により,末端に定量的にアミノ基が導入されたアミノ末端PLAを合成することに成功した。これを用いて,カルボキシメチル化プルラン(CM-Pul)とのカップリング反応を行い,PLAグラフト化プルランを合成することにも成功した。得られたPLAグラフト化プルランは水溶液中でナノメータースケールの集合体を形成することがわかった。蛋白質を安定かつ大量に内包し、分解に従って徐放する新しい蛋白質製剤用材料としてポリ乳酸(PLA)グラフト化多糖を応用すること目的として,本年度はプルランを用いて調製したPLAグラフト化プルランからの蛋白質内包ミクロスフェア(MS)の調製について検討した。プルランの水酸基の大部分をメキサメチルジシラザンによりトリメチルシリル(TMS)化した後、t-BuOKにより残存水酸基をアルコキシドに変換した。これを開始剤としてL-lactideの開環重合を行い、脱TMS化を経て、PLAグラフト化プルランを得た。得られたPLAグラフト化プルランを用いてW/O/Wエマルション・液中乾燥法により蛋白質内包MSを調製した。モデル蛋白質としてはリゾチーム等を使用した。MSのアルカリによる完全加水分解後の紫外吸収を測定することにより、内包された蛋白質量を定量した。蛋白質内包率をPLAから調製したMSと比較したところ,PLAグラフト化プルランを使用した場合に蛋白質内包率が増大することが確認された。一方,上記のようなTMS化重合,脱保護というステップではなく,簡便なカップリング(縮合)反応によるPLAグラフト化多糖の合成方法を開発するため,アミノ末端PLAの新規合成および糖質(二糖類,多糖など)との反応についても検討した。これを用いて,ラクトースなどの二糖類との還元アミノ化反応,およびクロロギ酸パラニトロフェニルを縮合剤とした多糖(プルラン)とのカップリング反応を行い,末端に糖鎖を有するPLAおよびPLAグラフト化プルランを合成することにも成功した。
現代先進国の資本蓄積構造の下での社会的排除問題の動態性に関する考察

不幸にして社会の中で大きな問題になりつつある貧困という経済現象について、そのメカニズムに関する考察を深めることが本研究の課題であった。本研究を通して、個人や世帯の問題として現れる貧困問題と、経済社会状況の変化にともなう家族/世帯への影響との関係を考察するための理論的枠組みについての考察を行った。本研究の成果は、例えば地域診断の際に基礎として用いる理論的枠組みを提示するものであり、地域診断の発展と普及は地域福祉政策の増進に寄与すると期待される。●本年度の研究内容:当初計画で本年度の研究目的は、先進国の現在の資本蓄積構造についての考察を行なうことにあった。特に、これまでの研究蓄積のあるイギリスを対象にして、イギリスの所得分配に関する基本的な考え方の検討を行なった。成果として、研究論文一本を執筆した。また、社会動態を捉えるための理論的枠組みを考察するために、先行研究の整理を行なった。そのなかから重要と判断した研究書の全訳作業を行なった。2010年度中に出版予定である。そして、イギリス出張を行ない、この原著者との交流を中心にすえて予定を組み、イギリスの関連する研究者との交流を図った。ただし、これらの具体的な成果の出版は、来年度中の予定である。●意義:今年度の作業が当研究全体にもつ意義は2点ある。一点目は、イギリスの現労働党政権のソーシャル・ポリティクスの特徴を自分自身の中で確定することができた点にある。これは、イギリスの所得分配構造に関する考察を進める上で、分析視点の特定に寄与する。二点目は、動態分析の論点が明確になった点にある。これは、当研究で理論経済学の成果の援用を計画しているが、用いるべき経済モデルを考察する上での指針となる。●重要性:今年度の研究を総括するならば、来年度からの研究のための足場づくりにあった。研究対象となるイギリス労働党のソーシャル・ポリティクスの特徴の明確化と、動態分析を考察するために用いる経済理論モデルの選定は、来年度の先行研究を踏まえた社会動態の中における現代の貧困について考察する上で欠かすことのできない段階であった。該当年度の研究目的として、社会的排除概念にもとづく貧困調査を社会的動態にかんする視点を取り入れて考察することで、現在資本主義における貧困問題/社会的排除問題がはらんでいる社会問題としての側面について検討することを挙げていた。該当年の研究方針としては、前年度に収集を行った社会的排除概念にもとづく貧困調査研究の資料の整理と検討であった。特に該当年度は、社会的排除概念にもとづく貧困調査研究の中で、社会的排除を社会状況との関連という視点から概念・理論化を試みている、イギリスのデイヴィッド・バーン氏の研究について検討し、氏の著書の翻訳作業を進めた。氏の社会的排除概念に関する研究の特色は、経済環境の変化から社会的排除問題が生じるとの視点から、この問題を捉え、なおかつ、その視点から社会統計的に社会的排除現象を捉えるための統計理論についても考察を行っているところである。氏のこの特色から、本研究のテーマである、社会動態と社会的排除との関係について考察するための理論的示唆を多く得ることができた。また、資料収集のイギリス出張を利用してバーン博士を訪ね、今後の共同研究の可能性について相談を行えるに至った。これは本研究以降の研究事項となるが、バーン氏などイギリスの社会的排除関連の研究者から助言を受けつつ、現在、三重県内のある市の自治体との共同で、同市の地域診断調査に、今回の研究によって得られた知見を用いることを計画し試みている。この年度の研究は、体調不良にともなう休職によって途絶してしまい、次年度への繰り越しによって継続したこともあり、研究成果としては限定的なものとなり残念であった。申請当時の研究計画では、当該年度は、現代の日本の貧困問題・社会的排除問題を、1990年代および2000年代における日本経済の構造変化を踏まえた観点から検討することを目的にしていた。しかし、前年度の病気療養で研究進行が遅れたため、若干の変更を行った。変更後、資料の収集が進んでいたイギリスのブレア=ブラウン労働党政権時代に対象を絞り、当時の社会政策に用いられていた社会的排除概念について、第一に理論経済学の観点から整理し、第二にそれを踏まえて、当時のイギリスの経済動態を踏まえて労働党政権の社会政策について検討することを目的に据えた。ブレア=ブラウン労働党政権の社会政策の立案過程について検討し、その社会政策体系が理論経済学的にはニュー・ケインジアン・エコノミクスの考え方があることを示した。それを踏まえて、労働党の社会保障政策による貧困問題・社会的排除問題対策において、個人の職業能力の改善を目的とした取り組みが社会的公平性と経済的効率性との懸け橋としての役割を果たしているが、それらの政策の前提として、社会階級間の利害対立が存在しないような水平的な社会構造が想定されていることが分かった。これらの考察から、結論として、労働党の社会的排除概念にもとづく社会政策が、イギリスの経済構造の変化によって生じた階級間対立や社会動態を踏まえていないという欠点があるとの結論に至った。
二官能性チオール分子修飾電極によるメディエーター型バイオセンサ

分子修飾電極とその化学計測への応用という立場から,長鎖アルカンチオール類による自己組織化単分子膜(Self-Assembling Monolayer,SAM)について研究してきた。本研究では、活性エステル型二官能性物質による酵素固定化、および交流測定型酵素センサへの応用について検討した。本研究で用いた二官能性物質は、末端に導入した活性エステル基の反応により、SAM表面を二次的に修飾できる特徴を持っている。固定化の対象は一級アミノ基を持つ各種の機能分子に限られるが、反応は水溶液中、室温下でも定量的に起こるので、生体成分のように不安定な物質にも適用できる。ここでは、酵素(アラニンアミノトランスフェラーゼ,ALT)の固定化を行い、調製した酵素電極の電気化学特性を検討した。その結果、酵素反応に伴って電極の交流特性が変化することを見い出した。ALTは、L-アラニンと2-ケトグルタル酸とを基質とし両者のアミノ基転移反応の解媒作用を示すが、ALT修飾電極は基質の濃度増加に応じて電極インピーダンスが低下する応答を示した。この応答は、2-ケトグルタル酸については10^<-3>Mレベルであるものの、L-アラニンについては10^<-6>Mレベルとごく低濃度から見られ、高感度なL-アラニンセンサとしての可能性を示すことができた。今日までに多種多様なバイオセンサが報告されてきた。しかし、L-アラニンセンサについては報告例はごく限られている。また、SAM修飾電極と交流測定を組み合わせたタイプのセンサは我々のオリジナルであり他に類例を見ない。なおL-アラニンは、近年注目されている“うま味"の基本成分であり、本系は“うま味センサ"としての応用が期待できることを付け加えておく。
高濃度超速効型インスリンを用いたclosed-loop皮下注入アルゴリズムの開発

本研究では,次世代型携帯型人工膵島の開発を目標に,その制御部門として, 100U/ml超速効型インスリンを適用したclosed-loopインスリン皮下注入アルゴリズムの開発を行った.さらに糖尿病犬に対して,開発したアルゴリズムを組み込んだ人工膵島を用いて,経口ブドウ糖負荷試験時の良好な血糖制御が可能であった.以上より,高濃度超速効型インスリンアナログを用いた皮下注入アルゴリズムが有用であったことを示された.近い将来,次世代型携帯型人工膵島の使用により,より長期にわたる糖尿病患者の厳格な血糖管理が可能であることが示唆された.本研究では,次世代型携帯型人工膵島の開発を目標に,その制御部門として, 100U/ml超速効型インスリンを適用したclosed-loopインスリン皮下注入アルゴリズムの開発を行った.さらに糖尿病犬に対して,開発したアルゴリズムを組み込んだ人工膵島を用いて,経口ブドウ糖負荷試験時の良好な血糖制御が可能であった.以上より,高濃度超速効型インスリンアナログを用いた皮下注入アルゴリズムが有用であったことを示された.近い将来,次世代型携帯型人工膵島の使用により,より長期にわたる糖尿病患者の厳格な血糖管理が可能であることが示唆された.1、アロキサン糖尿病犬の作成体重912kgのビークル犬に対し,0.1mol/l酢酸緩衝溶液にて溶解したアロキサン65mg/kg静脈内投与を行い,投与3日後,空腹時血糖値が400mg/dl以上であることを確認することにより、アロキサン糖尿病犬を作成した。2、コンパートメントモデルによるインスリン皮下吸収動態の検討アロキサン糖尿病犬10例に対し、ベッドサイド型人工膵島を用い、実験開始前30分より空腹時血糖値にてグルコースクランプ下において、濃度100U/mlの超速効型インスリンアスパルト0.1U/kgを臍上方約4cmの腹壁に皮下投与した際の血漿インスリンアスパルト動態を求めた。次にインスリン皮下吸収動態を解析すべく、コンパートメントモデルを作成し、薬物動態・力学的に基づき数値解析を行う。コンパートメントモデルについては、コンパートメントを皮下と血管内とに分け、さらに皮下コンパートメントを注入局所と拡散のコンパートメントに分けた、3-コンパートメントモデルを作成した。3、高濃度超速効型インスリンを用いたclosed-loop皮下注入アルゴリズムの作成健常個体における比例・微分動作に基づく血糖値に対する血漿インスリン応答の関係を、2で求めた3-コンパートメントモデルに当てはめ、血糖値に対するインスリン皮下注入率を与える関係式を求めた。次に2で得られた結果を基にモデルにおける各速度定数を算出し、皮下注入パラメータを決定することにより、高濃度超速効型インスリンを用いたclosed-loop皮下注入アルゴリズム(IIR(t)=Kp・G(t)+Kd・dG(t)/dt+Kc、Kp=0.024、Kd=2.73、Kc=-1.529)を作成した。1.アロキサン糖尿病犬の作成体重912kgのビークル犬に対し,0.1mol/l酢酸緩衝溶液にて溶解したアロキサン65mg/kg静脈内投与を行い,投与3日後,空腹時血糖値が400mg/dl以上であることを確認することにより,アロキサン糖尿病犬を作成した.2.コンパートメントモデルによるインスリン皮下吸収動態の検討アロキサン糖尿病犬10例に対し、ベッドサイド型人工膵島を用い、実験開始前30分より空腹時血糖値にてグルコースクランプ下において、濃度100U/mlの超速効型インスリンアスパルト0.1U/kgを臍上方約4cmの腹壁に皮下投与した際の血漿インスリンアスパルト動態を求めた.次にインスリン皮下吸収動態を解析すべく,コンパートメントモデルを作成し,薬物動態・力学的に基づき数値解析を行う.コンパートメントモデルについては,コンパートメントを皮下と血管内とに分け,さらに皮下コンパートメントを注入局所と拡散のコンパートメントに分けた,3-コンパートメントモデルを作成した.3.高濃度超速効型インスリンを用いたclosed-loop皮下注入アルゴリズムの作成健常個体における比例・微分動作に基づく血糖値に対する血漿インスリン応答の関係を,2で求めた3-コンパートメントモデルに当てはめ,血糖値に対するインスリン皮下注入率を与える関係式を求めた.次に2で得られた結果を基にモデルにおける各速度定数を算出し,皮下注入パラメータを決定することにより,高濃度超速効型インスリンを用いたclosed-loop皮下注入アルゴリズム(IIR(t)=Kp・G(t)+Kd・dG(t)/dt+Kc,Kp=0.024、Kd=2.73、Kc=-1.529)を作成した.4.アロキサン糖尿病犬に対する経口ブドウ糖負荷時の血糖制御アロキサン糖尿病犬に対して,作成したclosed-loop皮下注入アルゴリズムを組み込んだベッドサイド型人工膵島を用い,2g/kg経口ブドウ糖負荷を行った際の血糖応答反応,インスリン注入パターン及び血漿インスリン動態について、closed-loop静脈内注入アルゴリズム作動時と比較検討した結果,静脈内投与時に比し,遜色のない制御が可能であった.
学習オートマトン理論を用いたボロットの作業学習機能の実現

近年、産業用ロボットに対して、位置決め動作のような単一の動作のみではなく、単一の動作を組み合わせることによって実現される、ある種の作業、例えばネジ締め作業や挿入作業を自律的に行わせようという要求が高まってきた。ところが実際にこれらの作業をロボットに自律的に行わせる場合、単一の動作の場合に比べて、そのティーチングが飛躍的に難しくなるという問題点がある。これは一般に、これらの作業をとりまく環境が多くの不確定性を有すること、および作業そのものを定量的に数値目標として記述することが困難であることによるものである。これらの問題点を克服するためには、ロボット自身にある種の学習能力を持たせ、作業者のティーチングがあいまいな場合でも、自ら必要な数値目標を生成する機能を持たせる必要がある。このような作業レベルの学習を考える場合、制御理論からのアプローチでは限界があり、新たな学習のパラダイムが必要となる。作業レベルの学習を考えるためには,まず何らかの形で作業を表現しなければならない.一連の作業をマクロ的にとらえる場合,それは,ある種の離散事象システムとして捉えることができ,“記号レベル"での表現が用いられる.本奨励研究では、記号レベルでの学習を実現する手法として、学習オートマトンを新たに導入することによって、制御理論に基づいた学習方式をさらに拡張し、複雑な作業に対する学習機能を実現することを目的とした。学習オートマトンは確率オートマトンの一種で、生体の学習機能を模擬するモデルとして最近注目を集めている。従って、このモデルを用いることにより、通常人間が何気なく行っている高度な作業をロボットが自律的に試行錯誤を通して獲得できると考えられる。本研究で得られた成果を以下に述べる。1.組立作業をペトリネットを用いてモデリングした。2.研究室に既存のワークステーションを用いてシミュレーションを行った。.学習オートマトンにおいては、actionの生起確率の更新則をどう設計するかが非常に重要な課題となるため、様々な更新則と学習の収束性の関係についてシミュレーションを通して定量的に検討した。3.実際の組立作業を想定して、ロボットの操作性や作業の安定性等に基づいた学習の評価方法を検討した。得られた研究成果は日本機械学会論文集、日本ボロット学会誌等で発表予定である。