hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発達障害者の方がむしろ優れている職務開発のためのエビデンス研究

本研究の目的は,発達障害者の方がむしろ優れている課題を発見することによって,発達障害者の職域の拡大を支援することにあった。そのために非臨床群の大学生を対象とした二つの実験的なアナログ研究が行われた。二つの別々な研究結果からは,ある種のエラーの発見にはADHD傾向者の方がむしろ優れていることが共通して確認された。この結果は,とくにADHD傾向者は,校正作業を含む職業に適している可能性を示唆していた。前年度のような認知課題での発達障害者のパフォーマンスとの比較を行うために,行為の実行をともなう実行課題について分析を行った.急速反復書字という課題でのパフォーマンスの分析である.行為自体が速い速度で実行を要求する課題で,意図しない行為を遂行してしまうエラー「スリップ」が頻発する課題である.しかし,認知課題とは異なり,ADHD傾向とエラーとの間には有意な相関はみられなかったが,女性についてのみADHD傾向とエラーには低い正の相関がみとめられた.女性のこの傾向は,ADHDの構成因子のうち,社会的に問題になるような「抑制メカニズムの障害因子」との間の相関ではなく,「多動と注意のコントロール因子」との間の相関であった.発達障害のように性差が著しい障害では,障害で起こる課題の有利・不利は性別に分析を行うことが示唆された.本年度は,さらに地域の新聞社が「科学ジャーナリスト大賞」を受賞した発達障害に関する連載をまとめたものの出版にあたって,これまで研究してきた「発達障害について説明する」ことに関する論を分担執筆した.発達障害者の職業についてはとくに,いかに研究成果を社会一般に「説明する」かを考慮することが重要かがあらためて確認された.本年度当初は,発達障害のうちでも,ADHD傾向についての検討を中心に行った.実験的検討と文献的検討の両面からの検討である.この部分の成果は,論文とシンポジウムでの2つの発表として公表した.(1)「急速反復書字によるスリップの発生メカニズム:ADHD傾向のアナログ研究」,(2)「12の障害の"いじめ被害発生率“のちがいーブレイクたちによる全米大規模追跡調査の分析ー」である.前者では,すでにとっておいたデータを新たに分析した研究であり,後者は,文献研究から,ADHD傾向者が発達障害の中で最もいじめの対象になる頻度が高いことと,その理由をブレイクたちの研究と他の研究を照合して指摘したものである.いずれにしても,前年度のようなADHDに有利な課題が明らかになったというよりは,ADHD傾向者をとりまく背景を示したものにとどまった.もう一つの検討,自閉症傾向と校正課題のパフォーマンスの関係の分析は,障害傾向にともなうパフォーマンスの分散が大きいために効果量も小さく,有意な結果には達しなかった.そこで,人の心理的な機能では不利にみえる側面を犠牲にすることで,逆に有利な側面が生まれているという仮説のもとに,反対方向の発達障害者にとくに不利だとされてきた課題の再分析を行うことにした.検討対象は,これまでの言語刺激ではなく,画像刺激処理のパフォーマンスであった.自閉症者は,とくに顔認知が困難だとする知見を,別な目で詳細に分析する計画を立て,研究を開始した.過去のデータを分析することで,自閉症児童の顔認知困難の要素を確定し,英文論文の作成を行い投稿をした.さらに,今後の顔認知の標準化した課題を作成するために,認知の容易さの異なるサンプル顔画像データベースを作成することとし,集成を開始した.本研究の目的は,発達障害者の方がむしろ優れている課題を発見することによって,発達障害者の職域の拡大を支援することにあった。誤りを発見する課題の一種である,「モーゼ錯覚」課題を使って,広義の発達障害のうち注意欠陥/多動性障害傾向者が有利に働く課題があるかどうかを検討するアナログ研究を行った.モーゼ錯覚課題は,問題自体に誤りがあることに気づくかどうかを見る,トリッキーなエラー発見課題である.このエラー発見とADHDとの関係について非臨床群の学生群の分析を行った.WHOのADHDチェックリストの因子分析の結果,(1)因子1「話のコントロールの悪さ」,(2)因子2「忘れやすさ」,(3)因子3「身体的多動」,(4)因子4「思考の多動」,(5)因子5「持続のコントロールの悪さ」の5つの因子が抽出された.そのうち「思考の多動」因子について,平均因子得点が気づき群の方が錯覚生起群に比べて有意に高かった(p <.05).この結果からは,従来考えられていたようにADHDのすべての側面が種々の課題にマイナスに働くのではなく,仮題によっては,一部の側面はむしろプラスに働くことが確認できる.加えて,モーゼ錯覚の課題を変え,別な群についても交差妥当性のための研究を行った.さらに,自閉症傾向者に有利な可能性がある校正課題の作成を行い,自閉症傾向と校正能力との関連について探索的研究を行った.この校正課題は,表層的な誤りと意味・文脈上の誤りの二種類を含むものであり,前者は自閉症の特徴を考えると自閉傾向がむしろ有利である可能性が考えられた.

自閉症傾向の測定は,バロン=コーエンによるAQを用いた.AQと校正でのエラー発見能力については,複数の大学の母集団でさらに検討を継続するよう体制を整えた.○発達障害者にとってむしろ有利な課題だとエビデンスをもっていえる課題を確定していく一連の研究である。これまで,とくにADHDについての検討を行ってきた。ADHD傾向にある「多動と注意のコントロールの悪さ」因子は,意図しない行為を遂行してしまうスリップ等の発生と正の相関があるが,「注意の転動」は,ときには文章にある特定のエラーの発見等にむしろ有利に働く場合があることが明らかにされた。しかし,この効果量は職業にプラスであることを示すエビデンスだといえる程度の大きさではない。○そこで,まったく発想を逆転して,人間の機能でプラスの特徴だとされるものはマイナスの特徴を犠牲にすることで成立しているという可能性を検討するために,これまでむしろ「不得意」だとされてきた課題を再検討し,その不得意の裏に何らかのプラスの特徴が存在しうるかどうかを探ることとした。○その対象として発達障害者のうち自閉症スペクトラム者の顔認知を糸口として研究を行うこととした。自閉症スペクトラム者では顔の表情認知が低下していることが報告されてきたが,それ以前の「顔であること」そのものの認知から検討を行った。具体的には,認知健常者なら顔として認知される刺激布置を顔として認知できないという事実についての検討を行った。Navon図形用の部分全体複合刺激を用いたテストの結果,年少の自閉症児では「顔であること」そのものの認知が困難であることが確認された。障害者の心理学前年度に確認を行った注意欠陥/多動性障害傾向がむしろプラスに働くことがある「モーゼ錯覚」のようなエラー発見の認知的課題から,さらに進んで急速反復書字という実行課題について分析が行われた.実行課題では,障害傾向とエラーの遂行には認知仮題とは異なる連関があることが示された.しかし,校正作業を発達障害者が職業として行うための条件を明らかにする段階まで,まだいくつかのステップが必要とされる.研究期間延長を申請し許可されている.「やや遅れている」という自己評価の理由は以下の通りである.発達障害者の能力については,従来,ほとんどの研究が定型発達者に比べて,どのような課題であっても,低いという結果のみが報告されてきた.本研究の目的は,これとは異なり発達障害者にむしろ有利な課題を探索することにあった.ただし,発達障害者に一律に有利な課題があるものではなく,障害のタイプによって処理機構は大きく違いがある.また,障害者のパフォーマンスは個人差分散が大きいために,統計的に有意になりにくく,効果量も小さくなる.たとえば,ADHD傾向者は,その特徴である注意の変動のためにどうしてもパフォーマンスの分散が大きい.その中でモーゼ錯覚のエラー発見成績は良いという結果が得られたが,効果量を測定するとどうしても小さいものになった.発達障害者に有意だという効果量の大きな決定的な課題が発見できたとはいえないため,さらに新奇な課題の検討が必要だからである.ADHD傾向の特徴とADHD者をとりまく問題の検討については,ある程度,シンポジウム等での発表も含めて成果をあげたとはいえる.発達障害者の方がむしろ優れている職務開発のためのエビデンス研究のスタートとなる,注意欠陥/多動性障害傾向についてのポジティブなデータの確認を行うことができた.
ニホンジカの色覚特性の解明と農業被害軽減への応用

北海道ではエゾシカに対する農林業被害対策の1つとして、色や光を用いた鳥獣忌避装置が使用されている。しかし、色彩が動物にどのような影響を与えているかは解明されていない。解剖学的、および電気生理学的研究によれば、シカの網膜にはS錐体とM錐体の2種類の錐体細胞があり、シカは2色覚であることが示唆されている。そこで本研究では、シカの色覚特性を解明することを目的とし、行動学的アプローチに基づき、エゾシカが識別できる色の組み合わせを調査することとした。さらに得られた結果からエゾシカにおける混同色線を作製し、エゾシカが認識できる色が、シカに対して認識性や忌避性があるのかを検証する。
肝癌由来増殖因子の発現制御およびシグナル伝達調節による肝癌増殖制御法の開発

本研究では、まずわれわれの発見した新規増殖因子である肝癌由来増殖因子(HDGF)の発現を抑制することで肝癌細胞の増殖を阻害しうること、またHDGFの発現抑制効果をもたらす薬剤としてビタミンKがあることを明らかにした。またHDGFの肝癌細胞に対する作用として、複数の細胞増殖・血管新生関連因子の誘導の関与を明らかにした。さらにHDGFの血中濃度上昇が、実際の臨床症例において肝癌の発症や早期再発との関連を示唆する結果を得た。これらの知見はHDGFの発現制御およびシグナル伝達調節による肝癌増殖制御法の開発につながることが期待できる。(1)HDGFの発現抑制promoter領域の解析:Vit.K2およびインターフェロンによるHDGFpromoterの発現抑制が生じること、また転写抑制に重要な部位として-1-150を同定した。HDGFの抑制による癌細胞増殖抑制の検討に重要である。(2)HDGFの受容体結合部位の解析:HDGF受容体蛋白を高発現する細胞を用い、HDGFとHDGF受容体との結合部位の同定を試みた。現在結合候補部位の探索を行っている。(3)HDGF受容体の肝癌における発現の解析:HDGF受容体候補蛋白の抗体を用い、ヒト肝癌組織における癌部・非癌部癌での発現を検討した。癌部での発現上昇がみられ、現在症例を増やして解析中である。(4)HDGF受容体候補蛋白のpromoter領域の解析:HDGF受容体候補蛋白のpromoter領域のクローニングを行った。Promoter部位の活性化について検討中である。(5)HDGF発現抑制による肝癌のin vivo増殖抑制と関連する遺伝子発現の変化の解析:HDGFをノックダウンした肝癌細胞を作製した。HDGFノックダウン細胞ではコントロール細胞に比してヌードマウスへの移植によるin vivoでの腫瘍形成・増大の速度が抑制された。HDGFの制御が新たな治療の開発につながることが期待される。(6)HDGFリン酸化による癌細胞の増殖能のin vivoにおける解析:HDGFリン酸化部位を変異させた変異HDGFの遺伝子を導入し、高発現する細胞を作製した。(7)肝癌患者血漿中のHDGF濃度と肝発癌および肝癌再発との関連性の解析:血漿HDGF陽性(0.3ng/ml以上)率は慢性肝炎、肝硬変、肝癌の順に高値となり、またHDGF陽性症例では肝癌局所治療後の再発率が高値であった。これらの結果から血中HDGF濃度測定は新たな腫瘍マーカーとして、肝癌の診断や治療に応用しうる可能性が明らかとなった。(1) HDGFの発現抑制promoter領域の解析:VitKとインターフェロンによるHDGF promoter抑制効果を報告しているが、更にレチノイドによる活性抑制の可能性を示唆する結果を得た。HDGFの抑制による癌細胞増殖抑制の治療への検討に重要である。(2) HDGFの受容体結合部位の解析:HDGF受容体蛋白を高発現する細胞を用い、HDGFタンパクのN末端側領域が結合候補部位である結果を得た。(3) HDGF受容体の肝癌における発現の解析:HDGF受容体候補蛋白の抗体を用い、ヒト肝癌組織の癌部・非癌部癌における発現を検討した。癌部での発現上昇がみられ、更に症例を増やして解析中である。(4) HDGF受容体候補蛋白のpromoter領域の解析:HDGF受容体候補蛋白のpromoter領域のクローニングを行い、引き続き同部位の活性化に関して検討中である。(5) HDGF発現抑制による肝癌のin vivo増殖抑制と関連する遺伝子発現の変化の解析:HDGFノックダウン細胞ではコントロール細胞に比してヌードマウスへの移植によるin vivoでの腫瘍形成・増大の速度が抑制された。またHDGFの標的遺伝子候補としてPDGF, Tie-1を同定した。(6) HDGFリン酸化による癌細胞の増殖能の功in vivoにおける解析:HDGFリン酸化部位を変異させた変異HDGFの遺伝子を導入し、高発現する細胞の種類を増やしている。(7)肝癌患者血漿中のHDGF濃度と肝発癌および肝癌再発との関連性の解析:血漿HDGF値は肝癌の腫瘍径と相関し、HDGF陽性(0.3ng/ml以上)症例では肝癌局所治療後の再発率が高値であることを報告した。一方で血漿HDGF値はAFP, PIVKA-II, AFP-L3分画とは相関しないことも明らかにし、血中HDGF濃度測定は新たな腫瘍マーカーとして、肝癌の診断や治療に有用である可能性を示した。(1)HDGFの発現抑制promoter領域の解析:インターフェロン、ビタミンK、あるいはビタミンAでのHDGF promoter抑制効果は肝癌細胞の種類と性質によって異なるという結果を得た。HDGFプロモーターの転写制御に関与する転写因子の同定とHDGFの抑制による癌細胞増殖抑制の治療への検討に重要である。(2)HDGFの受容体結合部位の解析:HDGF

タンパクのN末端側領域が結合候補部位である結果を得ている。さらに詳細な部位について検討中である。(3)HDGF受容体の肝癌における発現の解析:HDGF受容体候補蛋白の抗体を用い、ヒト肝癌組織の癌部・非癌部癌における発現について症例を追加して検討し、癌部での発現上昇がみられることを確認した。HDGFシグナルの肝癌増殖の役割に関する解析に重要である。(4)HDGF受容体候補蛋白のpromoter領域の解析:HDGF受容体候補蛋白のpromoter領域のクローニングを行い、引き続き同部位の活性化に関して検討を継続している。(5)HDGF発現抑制による肝癌のin vivo増殖抑制と関連する遺伝子発現の変化の解析:HDGFの標的遺伝子候補として同定したPDGF,Tie-1が血管新生誘導因子として作用することを確認した。(6)HDGFリン酸化による癌細胞の増殖能のin vivoにおける解析:HDGFリン酸化部位を変異させた変異HDGFの遺伝子を導入し、高発現する細胞の種類を増やして検討を継続している。(7)肝癌患者血漿中のHDGF濃度と肝発癌および肝癌再発との関連性の解析:血漿HDGF値は肝癌の腫瘍径と相関し、血中HDGF濃度測定が新たな腫瘍マーカーとなること、またHDGF陽性(0.3ng/ml以上)症例では肝癌局所治療後の再発率が高値であることについて症例数を追加し、より多数例に関して検討を行い確認した。
超硬練りコンクリ-トの振動締固め機構と締固め度の判定方法に関する研究

1.実験概要粗骨材の最大寸法40mm、VC値20±5秒、水セメント比80%、単位セメント量144Kg/m^3のコンクリ-トを角柱型わくに打込み、表面振動機により締固めた。締固め過程を透明なプラスチック板製の側壁せき板を通して観察し、併せて型わく底部に埋設した間隙水圧計により間隙圧を測定した。さらに試験体上・下部の組成成分量と力学的性質を測定した。2.実験結果(1)締固め開始と同時にセメントペ-ストは骨材粒の間隙を充填しながら下降し、底部付近に達すると上昇に転じる。間隙圧は、セメントペ-ストが上昇に転じ、さらに骨材間隙がほとんど認められなくなるまで増加して最大値に達し、その後現象傾向に転じる。(2)空気量は、締固め時間とともに上・下部いずれにおいても減少傾向を示すが、上部の値は常に下部より小さい。単位水量、単位セメント量および水セメント比は、締固め初期には上部および下部でそれぞれ減少および増加傾向を示すが、その後それぞれ増加および減少傾向に転じる。これはセメントペ-ストの移動方向の逆転現象と対応している。(3)上・下部の圧縮強度は締固め時間とともに増大して、ほぼ同等の最大値に達し、その後いずれも減少傾向に転じる。このような変化傾向は、(1)で述べた間隙圧の経時変化傾向と対応関係にある。(4)以上の結果から、間隙圧の変化傾向に基づいて締固め度を判定することが可能である。すなわち、間隙圧が増加傾向にあるとき締固め不足、最大値に達するとき最適締固め状態、減少傾向にあるとき締固め過剰と判断できる。1.実験概要粗骨材の最大寸法40mm、VC値20±5秒、単位セメント量144kg/m^3のコンクリートを角柱型わくに打込み、表面振動機の質量、振動数、振幅、をそれぞれ変えて締固め、上・下部の配合分析試験、力学的性質の測定および微細構造の観察を行った。さらに、側壁せき板の1枚を透明プラスチック板とした型わくの底部に間隙水圧計を埋設し、締固め過程の可視化観察および間隙圧の測定を行った。2.実験結果(1)締固め開始と同時にセメントペーストは互いに接近した骨材粒の間隙を充填しながら下降し、底部付近に達すると上昇に転じ、下層部付近に残っている骨材間隙を充填しながら上昇を続けるが、やがて間隙は全く認められなくなる。空気泡は終始上昇傾向を示す。底部における間隙圧は、セメントペーストが上昇に転じ、さらに骨材間隙が全く認められなくなるまで増加して最大値に達する。単位水量、単位セメント量および水セメント比は、締固め開始と同時に上部および下部でそれぞれ減少およびぞか傾向を示すが、その後それぞれ増加および減少傾向に転ずる。これはセメントペーストの移動方向の逆転現像と対応している。最大強度となる締固め時間は間隙圧が最大値に達する時間とほぼ等しく、したがって、間隙圧の経時変化から締固め度の判定が可能である。(4)効率的な締固めを行うには、質量を増すよりも、振動数と振幅を適切に設定し、それぞれ5075Hzおよび0.10.13cm程度が望ましい。1.実験概要粗骨材の最大寸法40mm,VC値20±5砂、水セメント比80%、単位セメント量114kg/m^3のコンクリ-トを角柱型わくおよび大型型わくに打ち込み、表面振動機により締固めた。

締固めによって発生する間隙圧を予め型わく底部に設置した間隙水圧計によって測定した。一方、締固め時間を変えて作製した試験体の上・下部における圧縮強度と密度を材令28日で測定した。2.実験結果(1)間隙圧は締固め開始直後わずかに増加するが、間もなく急激に増加して最大値に達した後、減少傾向に転じる。(2)締固め板が水圧計の直上に位置するときの最大間隙圧ならびにこれに達するまでの締固め時間は水圧計の設置角度によって変化しない。また、締固め板の位置が水圧計の直上から離れるほど最大間隙圧は小さくなるがこれに達するまでの時間はほぼ等しい。(3)試験体の上・下部における圧縮強度は、締固め時間とともに上強下弱の傾向を示しながら増大し、やがて両部とも標準値とほぼ等しい最大値に達するが、その後上強下弱の傾向を示しながら減少に転じる。上・下部の密度は、最大強度に達したとき標準値を上回り、さらに漸増傾向を示す。(4)(1)と(3)でそれぞれ述べた間隙圧の経時変化傾向と強度の変化傾向はほぼ対応関係にある。したがって、間隙圧が増加傾向にあるとき締固め不足、最大値に達するとき最適締固め状態、減少傾向にあるとき締固め過剰と判定することができる。
偏性嫌気性菌による炭酸ガスの化学原料化

炭酸ガスを産業的に再利用できるプロセスの開発は、石油資源の消費抑制及び大気中の炭酸ガスの増加防止のため重要である。しかし、炭酸ガスは化学合成原料としてはほとんど利用できない。一方、微生物は、例えばClostridium thermoaceticumはH_2/CO_2より酢酸を生成できる。これまでに本菌がグルコース存在下メタノール1CO_2から酢酸を生成できる事を見い出している。そこで本研究では、これら複合基質下での酢酸生成の量論的解析及び抽出発酵による酢酸生成向上を検討した。1.複合基質下での量論的解析を行った。本菌はメタノール・炭酸ガス基質では増殖、酢酸生成とも認められなかったが、これにグルコースを添加するとメタノール及びグルコースが同時に消費され、C_6H_<12>O_6+4CH_3OH+2CO_2→6CH_3COOH+2H_2Oの量論式が成立した。さらに解析した結果、グルコースから3モル、メタノール1CO_2から3モル(合計6モル)の酢酸生成系が連動していた。この事はグルコースによりメタノール及びCO_2からの酢酸生成が誘導された事を示す。したがって、バイオマス廃資源及びメタノール(天然ガスから合成)を用いての炭酸ガスの資源化(酢酸)として有望である。2.生成酢酸の阻害を除くため抽出発酵を実施した。まず、酢酸溶液を用いて抽出溶媒について検討した。20%TOPO・ケロシンが有効でpH5.2で63%、培養pH7.15でも33%が抽出できた。ついで培養系に20%TOPO・ケロシンも加え抽出発酵を実施したが、溶媒添加により本菌の増殖が著しく阻害された。そこで溶媒による増殖阻害を解除するため、ウレタンプレポリマー(PU-9)による菌体固定化と固定化菌体による抽出発酵を試みた。その結果、通常の培養に比べて約50%の酢酸が除去できた。したがって、PU-9固定化菌体とTOPO・ケロシン抽出溶媒を用いる事による酢酸抽出発酵の有効性が明らかとなった。
抗原受容体シグナル制御による免疫記憶の増強

B細胞抗原受容体(BCR)シグナル伝達因子であるBASH (BLNK/SLP-65)を欠損するC57BL/6マウスでは、T細胞依存性免疫2次応答および記憶応答が正常マウスに比べ亢進していることを見出した。この現象のメカニズムを解明することにより、免疫応答制御機構を理解することが本研究の目標である。1)NP-CGGで免疫後、BASH欠損マウスではNP結合性非胚中心B細胞の割合が正常マウスと比較して23倍に増加していた。したがって、BASH欠損マウスではT依存性抗原に対する1次免疫応答のピーク時において、抗原特異的記憶細胞の増加が亢進していることが示唆された。2)CD40L・BAFFを導入したBalb/c 3T3細胞上で抗IgM抗体とIL-4の存在下にB細胞を培養すると、胚中心B細胞の表現型を示すIgG/E陽性B細胞が高率に長期に増殖することを見出した。また、RAG欠損マウスへの移植実験から本培養系に記憶前駆細胞が存在することが証明された。この系で培養したBASH欠損IgG1陽性B細胞は抗IgG抗体刺激による増殖およびプラズマ細胞への分化が亢進していた。3)BASHをノックダウンしたIgG陽性B細胞株(BASH-kd)を作製した。この細胞では抗IgG抗体刺激によるPLCγ2やPKCβ2の潜性化は減弱していたが、逆にIKKの活性化が亢進していた。以上より、IgGの下流ではBASHはNF-KB活性化経路を抑制し、細胞生存を負に制御する働きをもつと思われる。4)BASHと結合する膜蛋白質BNAS1を同定した。BASHとBNAS1は互いのロイシンジッパーを介して結合した。BNAS1欠損DT40細胞を作製して解析した結果、Mek, ErkによるElk1活性化をBNAS1がJnkを介して負に制御することを見出した。5)BASH欠損プレB細胞はIL-7によるin vitro増殖反応が正常細胞と比べて著しく高い。BASH欠損pre-B白血病細胞株を用いた解析から、BASHがJakキナーゼおよびSTAT5の活性化を抑制し、IL-7受容体シグナルによる細胞増殖を負に制御していることが分かった。同様の機構が胚中心B細胞でも働いているのか今後調べたい。目的:BASHはBCRシグナル伝達に重要なアダプターで、IgM架橋によるB細胞活性化・増殖に必要である。BASH欠損マウスではB細胞分化障害により成熟B細胞が著明に減少し、血中自然抗体価も低い。T細胞非依存性抗原に対しては無反応であるが、T細胞依存性抗原には高親和性IgG抗体を産生する。特に、後者の2次免疫後長期にわたって高抗体価の高親和性IgG1が維持され、記憶応答も正常マウスより遥かに高かった。よって、記憶細胞および記憶型形質細胞の形成がBASHによって負に制御されていると考えられる。このメカニズムを明らかにすることで免疫応答の人為的制御をめざす。結果:1)マウスB細胞をCD40刺激により前培養すると、BCR刺激によるIKK,JNK,ERKの活性化が増強されるが、BCR刺激無反応であるBASH欠損B細胞でも同じ前培養によりIKK,JNK,ERKの強い活性化がみられた。また、DT40細胞においてBASH,PLCγ2依存性のBCR刺激によるIKK活性化が、HPK1の過剰発現によりBASH,PLCγ2非依存性に亢進した。さらに、BASHノックダウンA20細胞では、IgG架橋によるIKKの活性化が亢進していた。2)T依存性B細胞応答を再現する培養系の樹立:B細胞をCD40LおよびBAFFを安定発現するBalb/c 3T3細胞上でIL-4存在下に培養し、胚中心B細胞様のIgG/E陽性B細胞を高率に長期増殖させる系を樹立した。3)BASH結合蛋白質BNAS1を同定し、BCR刺激によるMAPKを介するElk1活性化をBNAS1が負に制御することを見出した。考察:1の結果から、T細胞ヘルプによりBASH非依存性のBCRシグナル伝達経路が形成され、そのメカニズムにはHPK1が関わっている可能性がある。IgGシグナル伝達は同様の機構でBASH非依存性となっている可能性がある。

この系で培養したBASH欠損IgG1陽性B細胞は抗IgG抗体刺激による増殖およびプラズマ細胞への分化が亢進していた。3)BASHをノックダウンしたIgG陽性B細胞株(BASH-kd)を作製した。この細胞では抗IgG抗体刺激によるPLCγ2やPKCβ2の潜性化は減弱していたが、逆にIKKの活性化が亢進していた。以上より、IgGの下流ではBASHはNF-KB活性化経路を抑制し、細胞生存を負に制御する働きをもつと思われる。4)BASHと結合する膜蛋白質BNAS1を同定した。BASHとBNAS1は互いのロイシンジッパーを介して結合した。BNAS1欠損DT40細胞を作製して解析した結果、Mek, ErkによるElk1活性化をBNAS1がJnkを介して負に制御することを見出した。5)BASH欠損プレB細胞はIL-7によるin vitro増殖反応が正常細胞と比べて著しく高い。BASH欠損pre-B白血病細胞株を用いた解析から、BASHがJakキナーゼおよびSTAT5の活性化を抑制し、IL-7受容体シグナルによる細胞増殖を負に制御していることが分かった。同様の機構が胚中心B細胞でも働いているのか今後調べたい。
メタデータ付与の自動化と講義情報の配信による教育用コンテンツの流通促進

本研究は、教育用コンテンツ、特に講義シラバスを対象にメタデータ(LOM)を自動生成すること及び、LOMを用いた講義情報を配信するシステムを開発することで教育用コンテンツの共有を促進させることを目的としている。LOMを自動先生するために、講義シラバスページから情報抽出を行う手法、講義情報の専門分野への自動分類手法、最新の講義情報一覧ページからスクレイピングを用いて情報抽出を行う手法を開発した。各手法について精度を確認した所、それぞれ93.8%、87.7%の精度が確認された。さらに、最新の講義情報一覧ページからWebスクレイピングを用いて情報抽出を行う手法及び、LOMを用いた講義情報配信するためのプロトタイプシステムを開発した。19年度の成果を以下に示す。■LOM自動生成システムの開発本研究で開発するLOM自動生成システムの目的を達成させるために、講義などのシラバスをインターネットから自動収集するWeb情報収集機能、収集したシラバス文書から項目を抽出する情報抽出機能、そして抽出した各項目をLOMフォーマットに変換するLOM自動生成機能を開発した。(1)インターネット上に公開されている大学機関の講義・eラーニング教材・OCW用のシラバスを収集全国の大学などの高等教育機関においてWeb上で公開されているシラバスを収集した。シラバスはHTML、PDF、Word、Excelなどさまざまなフォーマットで公開されていることが考えられるが、初めの段階ではシラバスの大多数を占めると考えられるHTMLのみを対象とした。Web上のシラバスの収集方法としては、クローリングプログラムなどにより講義シラバスを自動的に収集する既存の手法を用いた。(2)シラバスのWebページから項目情報を抽出する手法の開発と評価収集したシラバスを解析し、「授業科目名」、「授業目的(講義のねらい)」、「専門分野」の項目情報を収集する手法を開発した。「授業科目名」、「授業目的(講義のねらい)」は、シラバス文書で登場する項目名と実際の項目値の対がHTMLソースの中でどのような位置関係で出現するかを調査し、位置関係を調べた上で、その位置関係に対応する形で項目情報の抽出を行う手法の開発を行った。「専門分野」については予め21の高等教育分野に属する専門用語辞書を作成し、その辞書に出てくる専門用語の頻度により分野を決定する。抽出精度を目視で確認する事で手法の評価を行った結果、高精度での抽出が確認できた。さらにWebインターフェイスを開発した。20年度の成果を以下に示す。■LOM項目「専門分野」の判定精度向上シラバステキストを入力すると、その専門用語の出現頻度から専門分野を判定する自動分類システムに対して、用いている専門用語辞書の精査を行うことで精度向上を試みた。その結果、7種類の汎用的な用語を削除することで精度向上が確認できた。■クローリングした結果を元に、シラバスのLOM検索システムを開発昨年度開発した項目情報抽出システムを用いて、全国の大学のWebページからクローリングを行い、「授業科目名」、「授業目的(講義のねらい)」、「専門分野」の項目情報の抽出を試みた。抽出が成功したシラバス情報に対して、インデックスデータを作成して検索システムの開発を行った。■全国の大学のシラバス一覧ページからの情報抽出手法の試作日本国内の大学を対象に、講義シラバスの一覧ページについて調査を行い、シラバス一覧ページから「授業科目名」及び「授業目的(講義のねらい)」を抽出する手法について試験的に開発を行った。LOMを自動生成するために、講義シラバスページから情報抽出を行う手法、講義情報の専門分野への自動分類手法、最新の講義情報一覧ページからスクレイピングを用いて情報抽出を行う手法を開発した。提案するプロトタイプシステムは、(1)大学別シラバス検索機能及び(2)シラバスの横断検索機能の2つの機能を有している。(1)はその大学(又は学部・学科)ごとにシラバスを検索できる機能であり、検索インターフェイス、検索結果インターフェイス、シラバス表示インターフェイスを個別に設定できる点が特徴である。シラバスが登録された段階で(2)の横断検索用のメタデータも並行して生成され、メタデータのDBにも登録される。大学別検索機能の利用者は各大学の教職員及び学生を想定している。学生の利用を推進させるために、PCだけでなく携帯電話でも利用可能とする。(2)は本システムとWeb上のシラバスの両方を横断的に検索することができる機能である。

Web上のシラバスページから作成したメタデータ及び、本システムに登録された各大学のシラバスページから作成されたメタデータの双方を検索できる。利用ユーザとしては主に、大学教職員及び社会人を想定している。尚、(2)の機能は、検索は本システムで行うが、閲覧する際には大学のサーバヘアクセスするので、携帯電話への対応はしていない。
広範な波動数値音響解析のための次世代境界要素法の構築

波動音響解析手法の1つである境界要素法に高速多重極法,Krylov部分空間反復解法という2つの高効率手法を適用し,各種構造体・媒質との連成解析を含めて著しく効率化することで,空間的・周波数的な解析可能領域を大幅に拡大する「次世代境界要素法」ともいえる解析システムの構築を目指した.具体的には,吸音材に代表される減衰音場を高速多重極法で扱うための設定式の提案,構造体のモード解析を前提とした音場との効率的連成方法を構築した.さらに,要素メッシュ作成における人間側の負荷低減の観点から,高周波数域用の細かい要素メッシュを用いつつ低周波数域まで低コストで計算可能な手法を組み込んだ.波動音響解析手法の1つである境界要素法に高速多重極法,Krylov部分空間反復解法という2つの高効率手法を適用し,各種構造体・媒質との連成解析を含めて著しく効率化することで,空間的・周波数的な解析可能領域を大幅に拡大する「次世代境界要素法」ともいえる解析システムの構築を目指した.具体的には,吸音材に代表される減衰音場を高速多重極法で扱うための設定式の提案,構造体のモード解析を前提とした音場との効率的連成方法を構築した.さらに,要素メッシュ作成における人間側の負荷低減の観点から,高周波数域用の細かい要素メッシュを用いつつ低周波数域まで低コストで計算可能な手法を組み込んだ.境界要素法(BEM)をベースに,各種の連成手法を高速多重極法(FMM), Krylov法といった優れ効率化手法を利用して組み入れ,高精度・高効率(メッシュ作成などの人間側の負荷も含む)な総合的解析ツールとして開発することを目的としている.本年度の成果は以下のとおりである.1.音響-音響連成系解析: FMBEM(FMMとKrylov法を適用した効率化BEM)による多孔質吸音材内の解析を可能とするため,(1)その基礎となる3次元音場基本解の多重極展開表現に関して誤差評価を行った.吸音材内部での波動の減衰により相対的に数値誤差が増大することなどから展開表現が発散する危険があることを示し,これを克服するため,減衰の大きい遠方からの影響評価を限定する設定式を提案した.(2)設定式をFMBEMに実装した後,多孔質材内の音場解析を行い,計算精度が良好なことを確認した.2.音響-振動連成系解析:(1)連成を行う部分領域ごとに閉じた形で行列ベクトル積を算出し,それらを重ね合わせることで, Krylov法に必要な全体行列ベクトル積を算出する手法を検討した.音場には効率的なFMBEMを用いる一方,振動系には従来のFEMを用いるが,扱う振動モードが音場の自由度に比べ小さいことから,計算に特段の効率化を施さなくともFEMの計算負荷は過大とならない. (2)手法を実装し,単純な問題の解析を通して精度・効率を検証した. Krylov法の収束は,共鳴周波数付近を除けば良好であった.3.低周波数域での大自由度波動解析の効率化:高周波数域用の細かい要素メッシュ(自由度大)をそのまま用いながら低周波数域での計算コストを低減するための手法の開発を目指している。よく知られているRokhlinの対角化に基づくFMMが適用できないため,(1)オリジナルのFMMに基づく手法を複数比較検討した.多重極-多重極展開間の変換にはTaylor展開に基づくもの,多重極-局所展開間の変換には座標系の回転・軸方向変換・逆回転に基づく手法が有効なことを数値実験により示した.境界要素法(BEM)をベースに,各種の連成手法を高速多重極法(FMM),Krylov法といった優れた効率化手法を利用して組み入れ,高精度・高効率(メッシュ作成などの人間側の負荷も含む)な総合的解析ツールとして開発することを目的としている。本年度の成果は以下のとおりである。1.音響-音響連成系解析(1)実問題の解析による連成手法の有用性検証:FMBEM(FMMとKrylov法を適用した効率化BEM)による多孔質吸音材内の解析を可能とするため、昨年度は多重極展開誤差を増大させないための設定を提案した.本年度は,吸音体を有する複雑形状の居室を想定し,吸音体内部音場との連成解析を行うことで設定式の有効性・実用性を検証した.解析にあたっては,PUプローブ(音圧・粒子速度センサー)を用いて吸音体表面インピーダンスの測定を行い、数値解析結果と比較することで解析に必要な吸音体の流れ抵抗を推定した.流れ抵抗が大きい場合,提案した設定により誤差の低下を防ぐことができた.また,計算効率に直結する解の収束についても改善された.2.低周波数域での大自由度波動解析の効率化(1)解析アルゴリズムの構築・検証:昨年度比較検討した展開係数変換手法を用いて,低周波数域のためのFMBEM(LF-FMBEM)の解析アルゴリズムを実装し,理論解の既知である球問題及びホールの解析を通して精度・効率を検証した.また,本解析を通して数値的な各種設定と計算効率の関係について検討し,計算時間・メモリの優先度に応じた具体的な設定方法について論じた.(2)解析アルゴリズムの拡張:LF-FMBEMの汎用性を高めるため,上記解析アルゴリズムを拡張し,縮退境界問題を解析可能とした.これにより厚みが0とみなせる物体を解析可能となった.外部問題にこの手法を用いることで,BEMの弱点として知られる解の一意性の問題を回避できることから,本手法の有用性は高い,球外部問題,高架上の鉄道からの放射問題を解析し,手法の有効性を確認した.
ウイルムス腫瘍癌抑制遺伝子産物WTIの細胞増殖因子MKの遺伝子発現に対する効果

WT1遺伝子はWilms腫瘍の原因遺伝子の一つとされ、その遺伝子産物は細胞核局在性のZnフィンガー構造を有する転写制御因子である。現在までWT1遺伝子産物が制御する増殖因子が数種類同定されている。一方ミッドカイン(MK)は胎児性癌細胞に分化誘導をかけた場合一過性に発現を認めるヘパリン結合性増殖因子で、種々の悪性腫瘍で発現していることが確認されている。なかでもWilms腫瘍は著明なMKの発現を示している。我々の当初の目的はWTIがMKプロモーターに何らかの作用を及ぼすか、直接種々の培養細胞にWTIとMKプロモーターを含むレポーター遺伝子をトランスフェクトさせ検討することにあった。(方法)ヒトMKプロモーター領域とクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)遺伝子を融合させたレポータープラスミドを作製し、WT1遺伝子を含むエフェクタープラスミドとともに種々の培養細胞に遺伝子導入を行った。その後3日間培養を行い、その細胞抽出液中のCAT活性を測定した。(結果) Wilms腫瘍細胞株G401およびマウス繊維芽細胞NIH3T3を宿主とした場合、WT1-KTS(-)遺伝子産物はヒトMKプロモーターの転写活性を抑制した。また分化傾向をしめすマウス胎児性癌細胞F9を宿主とした場合KTS(-)、KTS(+)ともMKプロモーターを抑制した。以上、今回の実験でMKがWT1遺伝子産物のターゲット遺伝子である可能性が強くなった。(今後の展開)MKは分泌性の蛋白であるため、腫瘍マーカー(特にWilms腫瘍)として利用されないか現在検索中である。
ガリウムひ素表面の低温フッ化

GaAs表面の低温フッ化に関して、以下の研究成果が得られた。1)プラズマ励起した四フッ化炭素(CF_4)の照射により、300°C以上でGaAs表面にガリウムフッ化化物が形成できる。2)X線光電子分光法によりフッ化膜の組成分析を行なった結果、膜中には酸素も含まれること、界面付近に基板から遊離したひ素が存在することが明らかになった。3)フッ化物を形成した後作製したMIS構造では、水素プラズマ照射をしたのちSiO_2堆積したMISとともに、比較的良好なIS界面が実現される。4)フッ化膜中への酸素の導入経路として、大気中の水分の取り込みが考えられる。そこで、表面保護膜としてa-Siを堆積したが、効果はそれほど大きくない。5)基板表面に存在するGaAsの自然酸化膜も酸素源となっている可能性があり、この除去を、新たに。設計・試作したリモートプラズマ発生装置により試みた。その結果、イオン種が支配的な水素プラズマ照射により、300°C以下の低温でも酸化膜除去が可能なことが分かった。このとき、基板に電子が到達しにくいバイアスを印加すれば、GaAs表面に導入される欠陥濃度も非常に小さくできる。6)上記リモートプラズマ装置を用いることによって、フッ化プロセスにおいても高エネルギー粒子の照射により発生する欠陥の低減が期待できる。7)界面に残留する遊離ひ素の低減が残された課題である。GaAs表面の低温フッ化に関して、以下の知見を得た。1)プラズマ励起した四フッ化炭素(CF_4)を照射することにより、基板温度が300°C以上でフッ化膜が形成されることが明らかになった。しかし、基板温度が200°C以下では、フッ化膜は形成されないことがわかった。X線光電子分光(XPS)の測定においても、GaAs表面からフッ素の信号は全く検出されない。2)XPS測定から、形成されたフッ化膜の組成は酸素を含むGaのフッ化物であることが明らかになった。さらに、フッ化膜とGaAs界面付近に単体のAsが存在すると思われる結果が得られた。3)透過電子顕微鏡により、界面の構造について評価した。その結果、フッ化膜とGaAs基板との界面は微視的には比較的平坦であることがわかった。しかし、フッ化膜自身は均一ではなく、特に界面付近に10nm程度の粒状の領域が観察される。この粒状領域の構造については解析できていない。4)レ-ザラマン分光法の結果には、アモルファスひ素またはアモルファスGaAsと思われるピ-クが現われる。しかし、同一のGaAsをモノシラン、窒素、水素などの他の気体プラズマで処理した場合には、このピ-クは現われない。従って、(2)、(3)の結果も併せて考えると、界面付近のAsはアモルファス状態でフッ化膜中に分散していると思われる。平成3年度には、CF_4プラズマを用いることにより、GaAs表面に若干の酸素を含むガリウムフッ化物が形成できることを明らかにした。酸素の導入経路の解明と除去、プラズマ中のエネルギー粒子の照射により発生する欠陥の低減、および基板表面の界面に残留する遊離ひ素の低減が課題であり、今年度は前2者について検討を行なった。その結果の概要を以下に示す。1)Gaのフッ化物は大気中の水分により容易に酸素を取り込む性質がある。そこで、フッ化後連続してa-Si膜の堆積を行ない、保護膜としての効果を検討した。効果はそれほど大きくなく、元々基板表面に存在するGaAsの自然酸化膜も酸素源となっている可能性がある。2)プラズマ損傷の影響を減らすため、リモートプラズマ発生装置を設計・試作した。この装置は、基板から15cm離した領域に外部結合型のプラズマ発生領域を置くと共に、グリッド電極、および基板バイアス電極を備え、イオン種、電子、中性ラジカル種の働きを分離することができる。3)開発したリモートプラズマ装置を用いて、酸素源と考えられる自然酸化膜除去はイオン種が支配的な水素プラズマ照射により、300°C以下の低温でも可能なことが分かった。
知的ゲームの言語記述モデルに関する研究

本研究では,特に囲碁を対象として一局のゲームを言語的側面から捉えて記述する言語モデルを作成することを目的としている.一局のゲームは,個々の着手の着手位置を記録した棋譜によって記述され,棋譜からは互いの石の配置などの静的局面情報や着手系列によって局面がどのように変化していったかなどゲームに関する情報を全て再現することができる.囲碁はチェスや将棋と異なり個々の石には先験的な役割がなく,周囲の状況や局面の進行状況に応じて着手された石の役割が定まるため,局面の状況を考慮した次の3つの異なる観点(1)盤上の絶対位置,(2)直前着手との位置関係,(3)着点の周辺配石,に基づいて着手情報の符号化を行ない棋譜テキストを構成した.こうして得られた棋譜テキスト中のTF・IDF法による重要度評価で上位にランクされたn-gram文字列を手順単位の特徴素として個々の棋譜を特徴ベクトルとして表現し,ベクトル空間法を用いて,対局者を分類カテゴリとした棋譜分類,および,代表的な定石や戦法を含む局面の分類を行なった.その結果,類似局面に出現するn-gram手順単位がその局面の特徴として獲得でき,これが,局面認識および着手候補選出におけるパターン知識として利用できる見通しを得た.また,連続した着手列からなる手順単位の組が1局の棋譜中で関連して出現する度合を共起度として定義し,棋譜データベースから共起度の高い2手順列,および3手順列の順序パタンの獲得を行なった.その結果として得られた順序パタンには,ひとつの定石形を構成する複数の手順単位からなるパタンや,序盤の定石形からの後続手段やヨセ手順等,大局的な着手候補選出に利用可能な知識が獲得できた.本研究では,特に囲碁を対象として一局のゲームを言語的側面から捉えて記述する言語モデルを作成することを目的としている.一局のゲームは,個々の着手の着手位置を記録した棋譜によって記述され,棋譜からは互いの石の配置などの静的局面情報や着手系列によって局面がどのように変化していったかなどゲームに関する情報を全て再現することができる.また,囲碁は別名「手談」とも言われるように,その対局は着手を通じたコミュニケーションであるとみなすことが出来,個々の着手にはその局面における役割やプレーヤの意図などの様々な情報が内在されていると考えられる.棋譜中に含まれるこのような着手情報を記号化して棋譜テキストを構成するための符号化法として,(1)盤上の絶対位置,(2)直前の相手方の着手との位置関係,(3)着点の周辺の状況の3つの観点に基づく着手符号化法について,その特徴を,テキスト分類手法を援用した棋譜の分類実験を通じて比較検討した.また,言語による認識の単位となりうる手筋や定石などの定型的な手順を獲得するための手法として,これまでのSFP法を改良した,多重部分列頻度プロファイル法(MSFP法)を考案し,定型手順獲得の精度を向上させた.棋譜テキストに対する言語モデル構築の出発点として,n-gramモデルに基づく確率的言語モデルを構築した.ここでは,より長い定型手順系列を優先的に利用する最長一致n-gramモデルを提案し,これがtrigramに対して線形補完を施したモデルよりも,序,中盤における正解着手予測に関して優れたモデルであることを実験的に検証した.本研究では,特に囲碁を対象として一局のゲームを言語的側面から捉えて記述する言語モデルを作成することを目的としている.一局のゲームは,個々の着手の着手位置を記録した棋譜によって記述され,棋譜からは互いの石の配置などの静的局面情報や着手系列によって局面がどのように変化していったかなどゲームに関する情報を全て再現することができる.囲碁はチェスや将棋と異なり個々の石には先験的な役割がなく,周囲の状況や局面の進行状況に応じて着手された石の役割が定まるため,局面の状況を考慮した次の3つの異なる観点(1)盤上の絶対位置,(2)直前着手との位置関係,(3)着点の周辺配石,に基づいて着手情報の符号化を行ない棋譜テキストを構成した.こうして得られた棋譜テキスト中のTF・IDF法による重要度評価で上位にランクされたn-gram文字列を手順単位の特徴素として個々の棋譜を特徴ベクトルとして表現し,ベクトル空間法を用いて,対局者を分類カテゴリとした棋譜分類,および,代表的な定石や戦法を含む局面の分類を行なった.その結果,類似局面に出現するn-gram手順単位がその局面の特徴として獲得でき,これが,局面認識および着手候補選出におけるパターン知識として利用できる見通しを得た.また,連続した着手列からなる手順単位の組が1局の棋譜中で関連して出現する度合を共起度として定義し,棋譜データベースから共起度の高い2手順列,および3手順列の順序パタンの獲得を行なった.その結果として得られた順序パタンには,ひとつの定石形を構成する複数の手順単位からなるパタンや,序盤の定石形からの後続手段やヨセ手順等,大局的な着手候補選出に利用可能な知識が獲得できた.
無方向性を有する海洋観測用水中グライダーの運動制御と実海域試験

従来の係留ラインによる海洋観測に代わる手法として、水中グライダーの使用が考えられ、定海域に留まらなければならない事を考えると、あらゆる方向に旋回することなく滑空可能な無方向性を有する機体形状が望ましい。ところが無方向性ゆえに機体の回転に対する抗力が非常に小さく、正確な針路を維持するためには運動制御に特別な工夫が必要となる。そこで、本研究では、回転を抑制する付加装置を考案し、運動シミュレーション・模型実験により効果を検証した。さらにビークルの重心を移動することにより針路保持を行うコントローラを設計し、運動シミュレーション・模型試験・実海域試験により性能の評価を行った。地球規模における環境変化の予測、環境保全に関する研究を行うためには地球環境に大きな影響を及ぼすと考えられる海域の時間的・空間的な観測データを低コストで取得する必要があり、水中グライダーの使用が考えられる。水中グライダーは定海域に留まらなければならず、あらゆる方向に旋回することなく滑空可能な無方向性を有する機体形状が望ましい。そこで、本研究では、機体の運動制御方法について研究を行い、無方向性を有する水中グライダーによる良好な定点観測を実現する。26年度は研究計画に基づき、(1)重心移動装置駆動に起因する反動トルクを考慮した運動シミュレーターの構築、(2)円盤型水中グライダー模型用制御装置の製作、(3)機体の回転に対する抗力増大装置の検討、(4)実機の運動計測データによるシミュレーターの精度向上を行った。(1)では反動トルクを考慮した運動シミュレーションを行い、重心移動装置の重錘移動速度が比較的遅いため反動トルクの影響はさほど大きくないことがわかった。(2)では水中での電波によるデータ通信の信頼性向上を予備実験により検討し、水中グライダー模型用制御装置を製作した。(3)では色々な形状の抗力増大装置を考案し、模型に取り付け性能を確認した。また、CFDによる流体力計算のため、3Dキャドデータの製作に取り掛かった。(4)では実機を用いた実海域実験を実施し、実機の運動特性を計測した。地球規模における環境変化の予測、環境保全に関する研究を行うためには地球環境に大きな影響を及ぼすと考えられる海域の時間的・空間的な観測データを低コストで取得する必要があり、従来の係留ラインによる観測に代わる画期的な手法として、水中グライダーの使用が考えられる。さらに、定海域に留まらなければならない事を考えると、あらゆる方向に旋回することなく滑空可能な無方向性を有する機体形状が望ましい。そこで、本研究では、機体の回転抑制方法と運動制御方法についてシミュレーション・模型試験・実海域試験により検討を行い、無方向性を有する水中グライダーによる良好な定点観測を実現する。27年度は研究計画に基づき、(1)高度な運動制御方法の検討、高度な制御方法を実機に実装するためのCPU演算処理能力の向上、ビークルの回転抗力増大装置の検討、(2)水槽における模型試験、(3)実海域試験を行った。(1)では多入力多出力系コントローラーの検討を行い、実機に実装するために実機CPUを変更し、演算処理能力の増大を図った。また、回転抗力増大装置を3Dキャドで設計し、CFDにより流体力を計算のビークルの運動シミュレーションを行った。(2)では回転抗力増大装置を模型に取り付け、PIDコントローラーによる方位維持制御、外乱抑制制御試験を行った。また、運動シミュレーション、模型試験を繰り返すことにより、抗力増大装置の最適形状の検討、PIDゲインの最適化を図った。(3)では模型試験で性能が確認されたPIDコントローラーを実機に実装し、実海域試験により方位保持性能の検討を行った。また、五島西方沖水深95mの海域において、実際の海洋観測を行い、ビークルの性能を確認した。当初の計画では回転抗力増大装置についてCFDにより流体力を計算し最適化を図るだけであったが、得られた流体力を使用して運動シミュレーションを行い、性能の検討を行った。さらに、水槽において模型試験を行い、性能の確認、方位維持制御への貢献度の検討、外乱に対する貢献度の検討を行うことができた。また、実海域試験では当初PIDコントローラーを実装し、方位維持試験を行う計画だけであったが、実際の海洋観測を行い、ビークルの電力消費などの総合性能が確認できた。以上により研究は当初の計画以上に進展していると判断した。地球規模における環境変化の予測、環境保全に関する研究を行うためには地球環境に大きな影響を及ぼすと考えられる海域の時間的・空間的な観測データを低コストで取得する必要があり、従来の係留ラインによる観測に代わる画期的な手法として、水中グライダーの使用が考えられ、あらゆる方向に旋回することなく滑空可能な無方向性を有する機体形状が望ましい。28年度は研究計画に基づき、(1)前年度得られた知見を基に多入力多出力型コントローラーの設計を行い、ビークル模型・実機に実装、(2)ビークルの回転抗力増大装置の再検討、(3)水槽模型試験による設計されたコントローラー、回転抗力増大装置の性能確認、(4)実海域試験による性能確認、(5)研究の総括を行った。

(1)ではLQIコントローラーを設計し、ビークル模型・実機に実装した。(2)では新回転抗力増大装置を3Dキャドで設計し、CFDにより流体力を計算のビークルの運動シミュレーションを行った。(3)では水槽で模型による針路保持制御実験を実施し、LQIコントローラーの性能がPIDコントローラーの性能より良好であること、新回転抗力増大装置を針路保持制御と併用することで性能が向上することを確認した。(4)では東シナ海水深100mの海域において、実際の海洋観測を行い、ビークルの性能を確認し、長崎新漁港沖水深65mの海域においてLQIコントロールによる針路保持実験を実施した。(5)では研究の総括を行い、超浅海域で運用する場合の制御方法についての検討を行った。従来の係留ラインによる海洋観測に代わる手法として、水中グライダーの使用が考えられ、定海域に留まらなければならない事を考えると、あらゆる方向に旋回することなく滑空可能な無方向性を有する機体形状が望ましい。ところが無方向性ゆえに機体の回転に対する抗力が非常に小さく、正確な針路を維持するためには運動制御に特別な工夫が必要となる。そこで、本研究では、回転を抑制する付加装置を考案し、運動シミュレーション・模型実験により効果を検証した。さらにビークルの重心を移動することにより針路保持を行うコントローラを設計し、運動シミュレーション・模型試験・実海域試験により性能の評価を行った。当初計画では模型に関しては制御装置を作製するだけであったが、作製した装置を使用してPID制御による針路制御水槽試験を実施することができた。また、考案した抗力増大装置を模型に取り付け効果を検証する水槽試験を実施することができ、3Dキャドデータの製作に取り掛かることができた。さらに抗力増大装置を実機に取り付けその性能を2015年3月に実施した2度目の実海域試験で検証することができた。以上により研究は当初の計画以上に進展していると判断した。28年度は研究の最終年度であるため、多入力多出力系の高性能コントローラーを設計し、水槽で模型により性能を確認の上実機に実装し、実海域試験を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。海洋工学27年度は26年度に模型実験を行ったPIDコントローラーを実機に実装し、実海域試験により性能を検証する計画である。また、前年度の研究が計画以上に進展したため、PID制御より高度な運動制御系を設計し、28年度の実機への実装に向け、模型試験を実施する計画である。高度な制御系を実機に実装するためには実機のCPU能力を改善する必要があるため、この点についても検討を行う。さらに、26年度に作成した3Dキャドデータを使用して、グライダーに働く流体力をCFDにより計算し、運動シミュレーションを行うことにより抗力増大装置の形状の最適化を目指す。海洋工学研究所から物品購入決済時に0.08%