hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本語学習者の知識構造の推測に基づく日本語学習ナビゲーターの研究開発

本研究では学習者の日本語能力を複数の要素に分けて、入力文分析・レベル判定・誤り修正などの機能により要素ごとにケアする仕組みを開発した。さらに、システムの利用状況を記録・解析していくことにより、それぞれの学習者にあった学習内容の提示方法を設計・実装した。提案手法をもとにウェブアプリケーションを構築し、日本語学校の留学生に一定の期間にわたり、利用条件を定めた上で試験的に利用してもらった。システム利用前後における学習意欲や日本語レベルなどの変化に関する測定結果や自由記述アンケートの内容を分析した結果、学習者の日本語能力と学習意欲ともに本システムを利用することにより向上したことが確認できた。これまでの日本語学習支援システムには、利用者間の個人差に注目しているものや一人一人の学習者の日本語レベルに特化した学習支援ができるものが少ない。学習者全員に対して同じ方法や内容で支援しても必ずしも最良な効果が得られると限らない。日本語学習者一人一人の日本語能力の違いや知識構造における個人差を捉えた上でそれぞれの学習者の日本語能力に最も相応しい方法と内容で支援する仕組みを開発する必要がある。本研究では学習者の日本語能力を複数の要素に分けて、入力文分析・レベル判定・誤り修正などの機能により学習者の特徴を要素ごとにケアしていく仕組みを開発した。さらに、システムの利用結果を学習者ごとに解析・蓄積していくことにより、それぞれの学習者にあった学習内容の提示方法を設計・実装した。また、大規模新聞コーパスから要素ごとに学習用問題の自動作成も試みた。最終年度では、開発手法をもとにウェブ上で利用できる日本語学習支援システムを構築し、日本語学校の留学生に一定の期間にわたり、利用条件を定めた上で試験的に利用してもらった。システム利用前後における学習意欲や日本語レベルなどの変化に関する測定結果や自由記述アンケートの内容を分析した結果、学習者の日本語能力と学習意欲ともに本システムを利用することで向上することが確認できた。利用アンケートでは、日本語以外の言語による説明機能がほしい、新聞コーパスから出題された問題文が難しいなど研究手法によらないが意見がみられたので、今後はさらなる改善を図りたい。これまでの日本語学習支援システムには、ある学習内容に焦点を当てながら利用者全員に対して同じ方法で支援するものが一般的であり、個人差に注目しているものや一人一人の学習者の日本語レベルに特化した学習支援ができるものがほとんどない。本研究では、日本語学習者一人一人の日本語能力の違いや知識構造における微妙な個人差を細かく捉えた上でそれぞれの学習者の日本語能力に最も相応しい方法と内容で支援する仕組みを開発することを目的としている。24年度では、日本語の知識構造を文字、単語、文型、助詞、接続辞、活用、係り受け、敬語表現、慣用句表現、入力の速さなどの要素項目に分割した上で定めた。また、知識構造の各要素項目の細分化やそれらの数値化の方法も定めた。ただし、これらの要素で果たして日本語学習者の本当の知識構造を表せるのかという問題を深く議論する必要があるため、海外(アメリカと中国)にある研究機関において現地の専門家と幅広い意見交換を行った。本システムは汎用性の高いASP.net技術で開発し、25年度中にインターネットアプリケーションとして研究室のウェブサイト上にて公開する予定である。留学生を含む一般日本語学習者に自由に利用してもらえるため、一人一人のためだけに用意されるコンテンツとナビゲーターを提供するという今までなかったスタイルの日本語学習ツールを体験することが可能になり、日本語学習支援に関する研究分野においても新しい道を切り開くことに貢献することを期待している。24年度には、上述の各要素技術の研究開発を精力的に行いながら、国内外の学術会議や研究機関で積極的に研究成果を発表してきた。また、すでに講演日程が決まっている国際会議における研究発表1件と投稿に向けて現在原稿を執筆している国際会議における研究発表3件を予定している。年度当初は大学の派遣によりしばらく海外に出張していたため、その間は学内にある研究資源が一部使えなかったことが主な理由である。25年度の前半は1年目に完成しなかった要素技術を完成し、さらに各要素技術をもとに、日本語学習者の知識構造の推測に基づく日本語学習ナビゲーターシステムを構築する。各要素技術を同じプラットホーム上で連動させるため、モジュール間の連携プログラムの実装や各処理ごとの実行画面の設計などを中心に行う予定である。これらの作業についても、研究代表者が全体の設計と実装を担うが、完成後に予定されているオンラインテストや実験結果の整理などの作業を当研究室に所属する大学院生によるアルバイトとして実施するため謝金を計上している。25年度の後半には、完成した学習ナビゲーターシステムを研究室のホームページから学内、そして一般へと順次公開し、留学生を含む一般日本語学習者に自由に利用してもらい、さらにその利用から生まれたフィードバックをもとにシステムの改良を重ねていく。また、システムのエンタテインメント性を高めるため、人工知能技術によるゲーミングに関連する学会へ出席し、情報収集を行うことも予定している。

システムの実運用にあたり、ウェブ上の大規模なテキストコンテンツから適切な情報をリアルタイムで抽出したり、SVMなどの機械学習手法により抽出された情報の信頼度を計算するため、高性能の計算サーバを利用する予定である。最終年度には、本研究の成果を内外の学会で発表しながら、学術雑誌に投稿し社会に向けての情報発信を精力的に行う予定である。
伝統的技術伝承のメカニズムの社会学的研究-和船大工のライフヒストリーの分析を通して-

1.船底材に剥りの技法で造作した材を使用して建造する手漕ぎ船が,太平洋東部沿岸の岩手県田老町から北上し,津軽海峡に面する漁村を経由して,能代市周辺まで,広く分布していることを確認した。この材を,上記の地域では共通して「ムダマ」と呼び,この材を使用して船を建造することを「ムダマハギ」と呼び,このようにして造られた船のことを「ムダマヅクリの船」と呼ぶ。2.「ムダマ造りの船」には,その「ムダマ」の造作の仕方,使用方法によって,幾つかの特色ある船型に分類することが可能である。それは,また,地域差を示す指標としての役割を持たせることが可能である。3.「ムダマ造りの船」の推進具は櫓ではなく「クルマガイ」であることでも特徴づけられる。「ムダマ造りの船」と「クルマガイ」の組み合わせの分布地域は,単純に表現すると,イタバギの船」と「櫓」の組み合わせの分布地域とは,明確に区別される。少なくとも前者は明確に一つの文化圏を形作るといってよい。4.各船型の建造技法は,その地域の船大工の徒弟制度を通して継承された。各船型ごとに,船の基準寸法を与える部位も異なり,また建造技法も微妙に異なる。それらは長年月にわたり,徒弟制度によって受け継がれ,保持されてきていた。このメカニズムが各地に特色ある船型を継承してきた基本的な要因なのである。1.東北地方太平洋沿岸に於ける旧来の建造技法による小型漁労用和船の残存状況を調査するとともに,同一船型の分布範囲の確認作業を行った。具体的には,宮城県唐桑町から青森県八戸市周辺までの範囲である。岩手県宮古市以北には,古い剥りの技法の継承が顕著であり,それには推進具としてクルマガイが伴うことを明らかにできた。宮古市以南では早くからイタバギの建造法に移行したが,所々に旧来のカッコブネの船型を第2次世界大戦後までも継承していたことを確認できた。2.残存する船型のうち,二種類の船型について,船大工から聞き取り調査を行うと同時に,その建造工程の記録化の作業を実施した。具体的には,宮城県唐桑町内の船型(平底・一枚棚型)と,久慈市周辺,特に侍浜を中心に分布が特徴的な船型(侍浜型と命名したモダマ造りの船型)についてである。3.次年度の研究の準備として,東北地方日本海沿岸で,男鹿半島から津軽半島及ぶ範囲の漁港について船型の違いと,その分布範囲の予備的調査を行った。具体的には,男鹿半島に於けるトモブト(マルキブネ)の保存状況の確認と津軽半島における和船の残存状況の予備的確認の作業である。1.東北地方太平洋沿岸に於ける旧来の建造技術による小型漁労用和船の残存状況の調査を行うとともに,同一船型の分布範囲の確認作業を行った。具体的には,岩手県宮古市以北の,田老町・岩手県岩泉町茂師周辺の地域である。この地域では,丸木舟からの剥りの技法を伴う船型とその建造技法が継承されており,船大工に,この伝統的な船の建造技法が確実に今日まで継承されていることを,確認できた。また,後継者は少ないものの,この技法の伝承は,この地域の船大工を自己の職業として目指す後継者の,習得しなければならない,必須の要件であることを確認しえた。2.この地域に継承されている剥りの技法を伴う船型の二つの型についての,船型の特徴と,その建造工程での技法の記録化の作業を行った。現地で,「ソウムダマ」・「ハンムダマ」と呼ぶ船型についてである。3.次年度の最終年度の調査のため,津軽半島の船型の特徴と,船大工の所在に関する聞き取りの作業を行った。次年度の津軽半島の宇鉄地域での調査の資料を得た。4.次年度の最終年度の調査のため,磐城地方の船型と船大工に関する情報の収集を行い本研究の遂行に必要な資料の検討を行った。

1.岩手県田老町・岩泉町茂師に在住している船大工から,ライフヒストリーの聞き取りを行い,船大工としての修行地が宮城県石巻市・同県雄勝町・函館などの造船所にまで及び,その範囲は家大工に比して広いことを確認した。また,津波と船型の変化の関連については,昭和8年の津波の事例から,それ以前から各地に伝えられてきていた船型は,殆ど変化しなかったこと,すなわち,その後の変化もないので,今日まで津波以前の船型が,そのまま継承されていることを確認した。昭和8年の津波直後,船が流失して,漁師たちから大量の船の建造の注文があって船大工のみでは対処しきれないでいたところ,家大工までも船の建造に乗り出した。そこで,船大工たちは,船型・大きさ・建造価格の協定を結び,自衛の手段を講じたこれが,その地域の船大工組合の創設の理由であることの情報も得た。2.岩手県宮古市在住の船大工から,カンヅキ型サッパセンの建造工程と,その発達史に関する資料を採集した。
Duchenne型筋ジストロフィー児が学校体育で行う運動による筋疲労度の評価

本研究では小学生のDMD児を対象とし,学校体育で行う運動種目ごとの筋疲労度を唾液の採取による乳酸値を指標として非侵襲的に測定し,年間を通じた学校体育での運動がDMD児に与えている筋疲労の現状を把握する.乳酸濃度測定には,簡易乳酸測定器(ラクテートプロ2;アーク例株式会社)を使用する.2019年度には健常児の唾液中乳酸値の妥当性について検討,2020年度ではDMD児の唾液中乳酸値の妥当性について検討し,2021年度にはDMD児が実際に学校体育でどのくらいの筋疲労を起こしているのかを検証する.本研究では小学生のDMD児を対象とし,学校体育で行う運動種目ごとの筋疲労度を唾液の採取による乳酸値を指標として非侵襲的に測定し,年間を通じた学校体育での運動がDMD児に与えている筋疲労の現状を把握する.乳酸濃度測定には,簡易乳酸測定器(ラクテートプロ2;アーク例株式会社)を使用する.2019年度には健常児の唾液中乳酸値の妥当性について検討,2020年度ではDMD児の唾液中乳酸値の妥当性について検討し,2021年度にはDMD児が実際に学校体育でどのくらいの筋疲労を起こしているのかを検証する.
デュアルエネルギーサブトラクション法によるマンモグラフィに関する研究

デュアルエネルギーサブトラクションマンモグラフィの画像解析の開発および臨床応用に向けての基礎研究を行うことを目的とし、有効性・安全性および画質について検討した。デュアルエネルギーサブトラクションマンモグラフィシステムは乳房厚の適正範囲が存在することが示され、乳腺含有率の違いによる画質の変化は認めなかった。Dense Breastに有用であるが、病変濃度と背景乳腺濃度の差が小さい場合においての更なる検証が必要であることが示唆された。デュアルエネルギーサブトラクション法とは2つの異なるエネルギースペクトルを有するX線で撮影を行い、得られた画像を加算減算することで、減弱係数の異なる物質(乳腺組織および脂肪組織)をそれぞれ画像化する画像技術である。本研究では新しいデュアルエネルギーサブトラクション・マンモグラフィの臨床応用に向けての基礎研究を目的としている。今年度はデュアルエネルギーの撮影条件の最適化が日本人、つまり比較的乳房厚が薄くデンスな場合に最適なものとなっているか否か、そして撮影時の圧迫圧・散乱線量等がどのような影響を与えるのかを検証した。模擬乳癌腫瘤ファントームとしてDSAファントムと各種濃度のヨード造影剤を使用。以下の検討項目につき測定した。1)ファントム厚と撮影線量と画質(ノイズ・CNR)の関係を測定した。2)ファントム厚と撮影条件(線量・フィルタ/ターゲット)と各造影剤信号強度での画質(CNR値)を測定した。3)ファントム厚にボーラスを付加して圧迫圧を変化させて撮影を行い、サブトラクション画像(Process data)のCNR値を各造影剤濃度領域(ヨード造影剤濃度;0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 20 mg/cm3)で測定した。現在、データ解析中である。デュアルエネルギーデジタルマンモグラフィ(DEDM)の臨床応用に向けての基礎研究を目的とした。[方法・研究項目]1)DMQCファントムを用いたDEDMシステムの安定性評価。2)DEDMの撮影条件・動作特性の評価。3)DEDMの画質・性能評価。4)DEDMの撮影線量の最適化の検討。[結果]1)DEDMシステムでのAUTO撮影は、通常撮影のAOPと同一の管電圧・ターゲット/フィルターの選択し同一の動作特性を示した。乳腺含有率の変化に対しては影響を受けず、撮影線量はLow Energで被写体厚6.5cm以上、High Energyでは5.5cm以上で上限一定を示し、一定の関係性が検証された。2)平均乳腺線量は通常撮影のSTDに比較して被写体厚6.5cmで2.4倍、ESEは1.7倍となったものの乳腺含有率の違いによって画質と相関するCNR値の差異は認められなかった。3)ファントムの造影剤濃度が高いほどCNR(コントラスト対雑音比)値は高い傾向を示したが、ヨード含有量4mgI/cm2以上では増加の割合が減少した。各造影剤濃度において被写体厚6.5cmでCNR値はピークを示し、それ以上の被写体厚で低下した。4)DEDMはSTDと比較してほぼ全ての計測点においてFOM(Figure of merit ;性能指数)値が優位であり、その傾向は被写体厚が薄いほど顕著であった。HE一定にすると、LEの撮影線量が高いほどCNRは一定でFOMは減少傾向を示した。[結論]今回の検討からDEDMシステムは乳房厚の適正範囲が存在することとDense Breastに有用であることが示唆された。しかし、腫瘍濃度と背景乳腺濃度の差が小さい場合において更なる検証の必要があるものと考えられた。本年度は研究の準備段階として、X線平面検出器(FPD)搭載乳房X線撮影装置およびエネルギーサブトラクション画像を作成する画像処理装置のアップグレードを行った。それにより高低2種類のエネルギーを有するX線を0.2秒間に2回曝射する撮像が可能となり、通常のマンモグラフィ画像に加えて脂肪組織を強調した画像を作成するシステムを構築した。まず、ファントム実験としてRMI-156ファントムを用い、撮像条件の設定を行った。適応被写体厚を求めるためにアクリルファントム28cmを検出器面に配置し、撮影線量のコントロールは、各々の条件下でのAECを使用した場合の平均乳腺線量(AGD)を一定として、mAs値を決定した。ファントムを低電圧側(25、27、30kV)、高電圧側(40、42、44、46、48kV)を15種類の組み合わせで撮影し、得られた画像を画像処理装置に速やかに転送し、それぞれ低ー高電圧の組み合わせでサブトラクション画像を作成した。作成画像は5M白黒高精細モニターに表示した。以上より、画質特性・撮影線量2632keVと4549keVの設定および関係性を明らかにすることができた。

前年度に構築された画像作成システムにより、基礎実験は順調に推移している。また、新たに模擬乳癌腫瘤ファントームとして開発したDSAファントムとヨード造影剤を使用したことにより、より詳細な濃度変化の対応が可能になり、再現性も良好であった。従って今後の基礎実験と視覚評価の研究項目も増やして充分に行うことが可能と思われる。研究の準備段階として、X線平面検出器(FPD)搭載乳房X線撮影装置およびエネルギーサブトラクション画像を作成する画像処理装置のアップグレードをしたことにより、高低2種類のエネルギーを有するX線を0.2秒間に2回曝射する撮像、通常のマンモグラフィ画像に加えて脂肪組織を強調した画像を作成するシステムを構築出来たことで今後のファントム実験と視覚評価の研究の遂行も充分に行うことが可能となった、前年度の研究を続行する。得られたデータの詳細な解析を行うと同時に画像の視覚評価(連続確信度法を用いて観察評価、ROC解析)を行なう予定である。最終的にはデュアルエネルギーサブトラクション・マンモグラフィシステムの安全性・有効性の検証を行い、臨床応用に向けて、得られた成果について発表する予定である。・CD-MAMファントムを用いて視覚評価を行う。撮影条件は、AOP-mode (STD)における平均乳腺線量を基準とし、管電圧を変化させたの画像を比較評価する。観察実験モニターは、専用の高輝度・高精細液晶ディスプレイを使用し、高精細グラフィックス仕様高速演算装置を用いて統計評価を行う。具体的には、前述の15通りの組み合わせで撮影されたファントム画像を(1)標準画像のみ、(2)サブトラクション画像のみ、(3)標準画像+サブトラクション画像について連続確信度法を用いて観察評価を行う。結果は画像診断能を評価するための最良解析法である受動者動作特性(ROC)解析を行ない、検証する。・模擬乳癌ファントム(作成)を撮影し、サブトラクション画像の視覚評価を行う。このファントムは実際の乳癌に合わせて模擬腫瘤、石灰化、繊維組織を有している。前述のように(1)標準画像のみ、(2)サブトラクション画像のみ、(3)標準画像+サブトラクション画像について連続確信度法を用いて観察評価、ROC解析を行なう。画像解像度、画像粒状性、画像コントラストの評価も併せて詳細な検討を行う予定である。データ解析のためのソフトおよび画像の保存媒体に使用する予定である。病変を含む模擬乳房ファントムを作成するための費用とデータの解析のための記録用媒体などの費用を消耗品として計上した。
胆管をモデルとした、管腔構造の発達とチューブ構造形成を制御するメカニズムの解明

上皮細胞が構成するチューブ状の組織は、それぞれが生理機能を発揮するために最適なサイズの管腔構造を形成している。我々は、肝臓の胆管をチューブ状組織構造のモデルとして用いて、管腔形成およびそのサイズを調節する分子メカニズムについての研究を行った。まず、胎仔および新生仔のマウス肝臓から、肝前駆細胞と胆管上皮細胞を分離し、遺伝子発現プロファイルの比較を行い、上皮細胞への分化過程で発現上昇する遺伝子を同定した。さらに、肝前駆細胞の3次元培養系において候補分子の強制発現を行って、管腔サイズへの影響を検討した。その結果、胆管上皮細胞特異的な転写因子であるgrainyhead like-2(Grhl2)が管腔形成を促進する作用を持つことを見出した。Grhl2の強制発現によって上皮バリア機能が亢進したことから、Grhl2が上皮細胞のtight junction構成分子であるClaudinの発現を制御している可能性を考えた。Claudin(Cldn)分子の発現を解析したこところ、Cldn3および4の発現が高くなっていることが明らかになった。さらに、Grhl2のターゲット分子の一つとしてRab25を同定し、Rab25がCldn4のTJへの局在を制御していることも明らかになった。以上のように、Grhl2は、TJの機能的成熟を促して、上皮形態形成を促進していることを明らかにした。さらに詳細なメカニズムを明らかにするために、Grhl2のターゲット分子の網羅的な解析を行った。今後は、遺伝子発現プロファイルの解析によって得られた情報をもとに、管腔形成やサイズ調節の機構をさらに詳細に明らかにすることに取り組んでいく。25年度が最終年度であるため、記入しない。肝前駆細胞が胆管上皮細胞に分化してシストを形成する培養系を用いて、上皮細胞が形成する管腔のサイズ調節機構について解析を行った。肝前駆細胞は、培地に添加しているMatrigelに含まれるlaminin111に依存して上皮細胞極性を形成し管腔形成を開始する。一方で、管腔形成の過程で成体の上皮組織を裏打ちする基底膜の主成分であるlaminin511/521を分泌するようになり、laminin511/521に依存して管腔が成長することを明らかにした。また、laminin111およびlaminin511/521の作用は、インテグリンα6β1を介したものであることも明らかにした。胆管上皮細胞に特異的に発現する転写因子grainyhead-like 2 (Grhl2)による管腔サイズの調節機構について検討を行った。Grhl2は肝前駆細胞にバリア機能を付与するが、その際Claduin-3 (Cldn3)およびCldn4の発現を制御していることが分かっていた。本年度においては、阻害ペプチドを用いてCldn3と4の機能を阻害すると管腔サイズ拡張作用が抑制されることを見出し、Grhl2による管腔拡張にはCldnの機能が必須であることを明らかにした。さらにGrhl2は低分子量Gタンパク質Rab25のプロモーターに作用し、発現を調節していることがわかった。HPPLにRab25を強制発現すると密着結合に局在するCldn4の割合が増えたことから、Rab25はCldn4の密着結合への局在を制御することによって、管腔形成を促進している可能性を明らにした。Lamininの組織形成への影響について検討を行い、外因性のlaminin111による極性形成および管腔形成の開始作用と、内因性のlaminin511/521による管腔の成長・成熟化作用があることを明らかにできた。また、Grhl2によるCldn3, Cldn4, Rab25の分子間ネットワーク形成によって、密着結合の成熟化が進むことを明らかにすることができた。

一方、当初予定していたin vivoでのGrhl2の機能解析については、今後、積極的に取り組んでいく。Grhl2の新規ターゲット分子を同定し、管腔形成やチューブ構造形成における機能を明らかにする。また、lamininなどの基底膜成分の他に、FGFやWntなどの液性因子の管腔形成における機能を検討することによって、外部環境による管腔形成の制御についても明らかにする。さらに、Grhl2あるいはそのターゲット分子と、液性因子・細胞外マトリックスによる協調的な管腔形成の促進作用があるかについても検討を行い、上皮細胞による管腔形成・維持の分子機構を明らかにする。25年度が最終年度であるため、記入しない。
混合色素系におけるマルチカラ-レ-ザパルス光発生に関する基礎研究

2年の研究期間において、色素レ-ザによる多波長同時レ-ザパルス光発生の一環として、3波長(3原色光も含む)同時発振につき、単独および混合色素系に関して理論的、実験的研究を行った。理論については、色素混合の実験にあたり、各色素の単独および23種混合における発振の有無、各色素の濃度依存性に関する最適濃度の導出のためのシミュレ-ションがなされた。未だ厳密な意味では今後とも検討すべき点が残されているが、今期における構成色素の選定や発振予測については充分目的が達せられた。実験については、混合色素系の光励起用として特に開発、製作した高効率、高エネルギ-窒素レ-ザ(繰り返し0.4pps,時間幅7.5ns,電圧15kV,窒素ガス流量10l/minで4.6mJ,全効率0.18%,10ppsでは3mJ,0.12%)を用いた。これは期間中、修理、改良の期間を除き安定に動作し、今期間中の最大の目標であった青色、緑色、赤色領域にわたる3原色レ-ザパルス光発生に関する所期の目的達成のための原動力となった。期間を通じて種々の色素が検討されたが実験では主として、青色領域でCoumarin460(Cー460)、緑色領域ではDisodium Flourescein(DF)、赤色領域ではRhodamin610および640を使用し、これらの混合色素系による多波長同時発振に関する実験を行った。実験の大部分は各種色素のいろいろな組合わせにつき、セル封じ込みの形で行われたが、選定された混合色素系の実験では色素の循環系を構成して行った。これは3原色を含めた同時3波長の安定発生、長寿命化に大きく寄与し、実用化の面での一つの成果を得た。混合時の赤外領域での発振波長の短波長側へのシフトなどエネルギ-移動に伴う本質的な現象については、さらに今後とも厳密な検討を要する課題であるが、ほぼ完全な3原色レ-ザパルス光の発生を得、所期の目的を達し得た。平成2年度の研究として、3原色レ-ザ光の発生を主目的に同時多波長(13波長)レ-ザパルス光発振につき、単独および混合色素系に関する理論的、実験的研究を行った。実験では特に多波長レ-ザ光発生のための色素励起用として開発した、高効率、高エネルギ-窒素レ-ザ(繰り返し0.4ppm、電圧15kV、窒素ガス流量10l/minで4.6mJ、全効率0.18%、10ppsでは3mJ、0.12%)を用いたが、終止安定に動作し、成果を得る原動力となった。色素は青色領域でCoumarine460(Cー460)、緑色領域ではDisodium Flourescein(DF)、赤色領域ではRhodamin610および640の使用からスタ-トし、それぞれ単独および23種混合色素系による多波長同時発振に関する実験を行った。混合色素系の色素の選択に当っては、それぞれ単独での最適濃度の導出、利得計算および実験値との比較により発振しきい値濃度を明確にした。3原色レ-ザ光の同時発振に主点を置いた実験においては、特に赤色領域での発振帯の拡張を行った。その結果、長波長側で発振する赤色領域の色素としてCrestyl Violet670(CV)、LD690が窒素レ-ザ励起で有効なことが示された。

これらの混合色素系における発振の濃度依存性は、通常の単独色素における濃度増大での発振波長の長波長側への移動とは異なる短波長側への移動など特徴ある現象がみられたが、これは混合色素内でのエネルギ-移動に関係する本質的な現象として関心がもたれる。また混合色素系の有する基本的特性の把握のため、単独および混合色素系の吸収、蛍光スペクトルおよび混合色素系の励起波長別蛍光スペクトルの測定を平行して行った。理論的予測により選択、使用された色素は、混合することにより3波長同時発振が得られ、その中でもC460/DF/CVとC460/DF/LD690混合色素系でほぼ3原色に近い同時発振が得られるなど今後の研究進展の基点となる重要な結果を得た。平成3年度の研究として、前年度に引き続き、3原色を含めた同時多波長(13波長)レ-ザパルス光の発生に関する研究を行ったが、今期は特に基本現象の把握と共に、安定的発生を主目的に、単独および混合色素系に関する理論的、実験的研究を行った。実験では特に多波長レ-ザ光発生のための色素励起用として開発した、高効率、高エネルギ-窒素レ-ザ(繰り返し0.4pps,時間幅7.5ns,電圧15kV,窒素ガス流量10l/minで4.6mJ,全効率0.18%,10ppsでは3mJ,0.12%)を継続して用いた。色素は青色領域でCoumarin460(Cー460)、緑色領域ではDisodium Flourescein(DF)、赤色領域ではRhodamin610および640を使用し、それぞれ23種混合色素系による多波長同時発振に関する実験を行った。混合色素系の色素の選定に当っては、色素間の相互作用であるエネルギ-移動に関係してくる色素の吸収および蛍光スペクトルの帯域を考慮し、実験に先立って各色素の単独および2種混合時の発振特性の検討、さらに利得計算による最適濃度導出のためのシミュレ-ションがなされた。3種混合色素系の実験では、赤色領域での発振帯域の拡大を試みた結果、実験で使用した全ての3種混合色素の組み合わせにおいて、3原色同時発振を得ることに成功したが、これは今後の研究進展の基盤となる成果である。混合色素系における発振の濃度依存性について、混合時の赤色領域における発振波長は、短波長領域における現象とは逆に単独時に比べ、短波長側にシフトする事が確認されたが、これは混合色素系の吸収、蛍光スペクトルおよび励起波長が関係してくる本質的な現象であり、今後とも厳密な検討を要する。また色素の循環系の適用は、3原色を含めた同時3波長レ-ザ光の安定発生および長寿命化に大きく影響したが、これは実用化に関する一つの成果といえる。
内分泌撹乱物質の哺乳類雄性配偶子に対するエピジェネティック効果の評価

内分泌撹乱物質の世代を越えた影響について、2005年にAnwayらが報告して以来、内分泌撹乱物質の新たな脅威が浮き彫りになった。つまり、一度暴露を受けてゲノムに修飾が起こると、それ以降の暴露に関わらず後代にわたって受けたゲノム修飾が維持されるのである。この新たな脅威に対し、下火になっていた内分泌撹乱物質の研究が再燃することとなった。結果、親世代でゲノムに修飾を受けた雄性配偶子が次世代へと受け継がれていく事例がいくつも報告された。我々は本研究で、特に有機塩素系殺虫剤(DDE)とFlutamideのDNA修飾に関する作用を検討した。妊娠した親(第0世代)(胎子は生殖腺形成期)に対し、DDEおよびFlutamideを投与した。本投与は一度きりであり、生まれた子(第1世代)に対し、また第2、第3世代に対してのDDEおよびFlutamideの投与は一切行わなかった。従って、最初のゲノム修飾は、第1世代が胎子の生殖腺形成期にあるときに起こる可能性が高い。そこで、バイサルファイトシークエンス法により、予想されるDNAメチル化領域の解析を行った(lysophospholipaseを含む)。結果、どの遺伝子に対してもDNAの修飾は起きていなかった。一方、第1世代から第2世代の精巣(性成熟に達した後に解析)に形態学的な変化は見られなかったのに対し、第3世代で突然出現してきた事実があるので、ゲノムが変化していることに疑いの余地はない。ゲノムワイドのDNAメチル化解析、もしくはヒストン化学修飾の解析によりその原因が明らかにされるに違いない。内分泌かく乱物質の生体への作用に関する研究は、10年ほど前にかなり活発になされてきたが、生体でおきた現象とその原因の関係について、直接的な因果関係を証明することが極めて難しかったことから、現在まで次第に下火になってきている。ところが近年、内分泌かく乱物質のひとつであるvinclozolinが、世代を越えてその影響を残すことが報告されて以来、ゲノムのメチル化によるエピジェネティック作用の研究の進展とあいまって、内分泌かく乱物質のゲノム修飾に及ぼす影響が問題視されるようになった。本研究では、抗アンドロジェン作用を持つ各種内分泌かく乱物質のゲノム修飾における作用つまり次世代への影響を検討することを目的として、特に本年度は作製した動物の表現系の変化を形態学的に検討した。使用した内分泌かく乱物質は、有機塩素系殺虫剤(DDE)、Flutamide,である。これらを胎子期のマウスに腹腔内投与し、生まれたマウスを第0世代とし、第0世代同士を交配させて第1世代、さらに第1世代同士を交配させて第二世代を作製した。最終的に第三世代まで作製した。これらマウスの精巣は一部、来年度の次世代シーケンサーを用いたChip-on-Seqに供するものとして保存し、それ以外の精巣については、光学顕微鏡による形態観察の後、TUNEL法を用いてアポトーシスの誘導が起きているかどうかの検討を行った。今回は用いた2つの薬物のすべての世代でアポトーシスが誘導された細胞の数が有意に増加していた。このことは表現型だけからみても、内分泌かく乱物質の一部には世代を越えるものが存在することをしめしているが、一方、表現型に変化がなくても世代を越えたゲノムの変化が引き起こされる危険性も示している。この蓄積は世代を越えた後に表現型として現れる可能性もある。したがって、内分泌かく乱物質の作用はゲノム修飾の点から再評価されるべきであるという結論に達した。
純飛躍型マルコフ過程及びジャンプ拡散過程の確率解析

ランダムな現象を解析する数学モデルの一つである確率過程,特にマルコフ過程について考察し,ジャンプ拡散過程の構成をsemi-Dirichlet形式を用いて行った.また,その標本路の大域的性質のひとつである保存性について,拡散データ,飛躍率及び基礎となる測度の増大度の条件を用いて導出することに成功した.また,純飛躍型マルコフ過程については,適当な条件を飛躍率に課すことにより,随伴マルコフ過程の存在が明らかにすることに成功した.交付申請書に記載した本年度の「研究実施計画」が以下のように達成された.1.一般の局所コンパクト空間上で定義された飛躍率j(x,y)をもつ非対称な二次形式が“正則で,下に有界な半Dirichlet形式"となる条件を与えることに成功した.これにより,対応するHunt過程が存在することがわかった.また,j(x,y)がユークリッド空間で,所謂,対称安定過程に対応する飛躍率である場合は,R.Bass氏により得られていたマルコフ過程と一致することを示すことも出来た.2.飛躍型の対称Dirichlet形式に対して,飛躍率に“shift-invariant"と呼ばれる条件を課すことにより,定義域の一意性問題,いわゆる,同定問題,を解くことに成功した.3.飛躍型の対称Dirichlet形式に対して,基礎の測度と飛躍率の増大度に対する条件を課すことにより,保存性と再帰性を示すことに成功した.上記1,は福島氏との共同研究において示し,アメリカで出版されている数学雑誌Aannals交付申請書に記載した本年度の「研究実施計画」以下のように達成された.1.一般の測度をもつ距離空間上の飛躍型の対称ディリクレイ形式の再帰性の十分条件を球の測度と,飛躍率の増大度により導出することができた.これらのことは,荒い結果はすでに正宗氏とWang氏との論文で導出していたが,今回はより精密な結果の導出に成功した.2.対称マルコフ過程の収束性に関して,対応するディリクレイ形式の収束概念として,Mosco収束が知られているが,近似列の性質が極限の性質に伝搬するかどうかについて,経路の性質について,一部安定的でないということが具体例を構成することにより示すことに成功した.上記1.については,大倉氏との共同研究として,ドイツで開催された国際シンポジウムにおいて発表した.論文については鋭意作成中である.2.については,鈴木氏との共同研究として,京都大学数理解析研究所において開催された確率論シンポジウムにおいて発表した.論文についても鋭意作成中である.ランダムな現象を解析する数学モデルの一つである確率過程,特にマルコフ過程について考察し,ジャンプ拡散過程の構成をsemi-Dirichlet形式を用いて行った.また,その標本路の大域的性質のひとつである保存性について,拡散データ,飛躍率及び基礎となる測度の増大度の条件を用いて導出することに成功した.また,純飛躍型マルコフ過程については,適当な条件を飛躍率に課すことにより,随伴マルコフ過程の存在が明らかにすることに成功した.交付申請書に記載した本年度の「研究実施計画」が以下のように達成された.1.ユークリッド空間上で定義された二階の非局所型作用素に対して,それがいつ純飛躍型マルコフ過程に対応するかについて,その解析的対応物について分析することに成功した.具体的には,Lp-Liouville性と呼ばれる性質を飛躍測度(Levy測度)の概念を用いて決定した.2.空間がより一般の局所コンパクトな可分距離空間上で定義された純飛躍型Dirichlet形式を考え,それが(純飛躍型)マルコフ過程を定める条件を考察した.飛躍測度が,ある一定の条件を持てば,Dirichlet形式が正則となり,従って,いつでもマルコフ過程が対応することが分かった.更にはそのとき,対応するマルコフ過程が保存的である条件を与える事に成功した.上記1,2は共にJ. Masamune氏との共同研究において示し,1はドイツで出版されている数学雑誌,2.はフランスで出版されている数学雑誌に発表された.Livioulle性は,従来は二階の偏微分作用素,とくに連続型マルコフ過程に対して考えられていた概念であるが,今回は,それが非局所型作用素に対しても,そのような性質が考察されうることを示した画期的論文である.また,保存性は,確率過程論研究において,貴補填記考察の対象であったが,これまでは,個別にその性質を導出する結果は多くの研究者によってなされていたが,今回は,飛躍型Dirichlet形式に対応するような,マルコフ過程一般に対して,統一的に示すことが出来た.平成26年度において,交付申請書に記載した「研究実施計画」が以下のように達成された.1)ユークリッド空間上で定義された飛躍率j(x,y)をもつ非対称な二次形式が正則で,下に有界なsemi-Dirichlet形式となる条件を与えることに,平成25年度において成功した.その際に対応するHunt過程が存在することも示したが,共役半群に対するマルコフ性は,一般には成立しない.そこで,j(x,y)に適当な仮定を課すことによって,共役半群が"killed"マルコフ半群となることを示すことに成功した.これにより,共役半群に対するHunt過程の存在が示すことが出来た.2)ユークリッド空間上の非対称なジャンプ拡散過程の存在を,1)と同様に,下に有界なsemi-Dirichlet形式を構成することによって示すことに成功した.

さらに,拡散dataが退化する場合のdrift項の取り扱いは一般に不可能であったが,飛躍率j(x,y)に適当な仮定をおくことにより,拡散dataが退化しても,定数型のdrift項であれば,ジャンプ拡散過程の存在を示すことに成功した.このことは,画期的成果であるといえる.確率論昨年度にも述べたことであるが,飛躍型Dirichlet形式の分析に思いの外時間が取られ,ジャンプ拡散過程のDirichlet形式の考察に本年度も手が回らなかった.それは,やはり遠くへ飛躍するjump rate,いわゆる,big jumpがDirichlet形式,あるいは対応する確率過程の基本的性質に本質的な影響を与えているためである.一方,そのことの考察の副産物として,再帰性と保存性が,基礎の測度と飛躍率の増大度が絡んでいることが発見できたことは良かったと思っている.昨年度までは,やや遅れていたが,実施計画を若干修正したことで,その計画に関しては順調に進んでいるといえる.特に,京都工芸繊維大学教授の大倉弘之氏との共同研究を通じて,より広い枠組みの飛躍型マルコフ過程の再帰性の条件が導出できたことが大きい.共同研究において,正則変動関数の遠方での挙動が大域的性質に大きくかかわってくることが判明した.飛躍型Dirichlet形式の分析に思いの外時間が取られすぎ,連続部分を含んだ,所謂,ジャンプ拡散過程のDirichlet形式の考察に手が回らなかった.これは,以前に指摘していたとおりであるが,飛躍型Dirichlet形式の解析に,従前の古典的な解析学の理論がほとんど通用しなかったためである.これ自身は,保存性の分析には織り込んでいたはずであるが,予想しなかった"大きな飛躍率"(big jump rates)とでも呼ぶべき,瞬間に,遠くに飛躍する測度の発散のオーダーの評価の困難さが現れた.この評価に手間取ったため,目的達成に,若干遅れが生じたように思う.ジャンプ拡散過程に対応するDirichlet形式の考察を行うことを目的とはするが,一方で達成が若干遅れる原因である,純飛躍型のDirichlet形式の考察を引き続いて行う.いわゆる,big jump rateが対応するDirichlet形式の性質にどの程度まで影響を与えているのか,より詳しい考察を行うことを考えている.その上で,拡散項を加えたジャンプ拡散過程の分析に取りかかる予定にしている.確率過程の構成で,いわゆるフェラー性の導出を目指していたが,これ自身の導出は技術的に困難な問題を抱えており,これ自身を考察することより,ディリクレ形式により得られる解析量のより詳しい性質を導出を目指す.このことにより,将来的に対応する確率過程のフェラー性を証明するための基礎的道具を提供できることになる.今年度に達成された結果を踏まえ,より詳しい分析を行う必要が生じた.勿論,交付申請書に記載した「研究計画」そのものには変更はないが, 'big jump rates'の扱いについては,より慎重に取り扱う必要があると思われる.これ関しては,計画通り,ドイツドレスデン工科大学のR.L. Schilling氏と共同研究をより積極的に進めることとする.氏は,飛躍をもつマルコフ過程の解析的分析の第一人者であるので,氏を日本に招待したり,また私自身がドイツに出向いて,議論をより活発に進めていく必要がある.
古代から中世の甲胄に用いられる組紐の材質と構造調査

1.要素数の測定櫛引八幡宮と長谷寺では、修理時はずされていた威糸を顕微鏡で拡大するなどして、威糸(8畝平組紐)の1条(またはその一本ずつ)を動かし、越数(沈数)を確認したところ以下の要素数であった。糸の種類、撚りの有無などに違いはあっても、要素数はすべて奇数の2倍でありループ操作技法による特徴を示すと考えられた。色柄のない紐の要素数について正確な情報が得られたことは大きな成果であり、今後の修理、復元に有効と思われた。(1)青森県八戸市櫛引八幡宮白糸威棲取鎧兜・大袖付(国宝)白糸:38(ループ数19)S弱燃糸薄紫:38(ループ数19)S弱燃糸赤糸威鎧兜・大袖付(国宝)赤糸:威42(ループ数21):菱縫26(ループ数13):逆板畝目糸:38(ループ数19)白糸威肩赤銅丸兜・大袖付(重文)白糸:34(ループ数17)Z強燃糸赤糸:34(ループ数17)Z強燃糸紫糸威肩白浅黄鎧兜・大袖付(重文)萌葱:38(ループ数19)S弱燃糸(2)奈良県桜井市長谷寺赤糸威鎧:威42(ループ数21)白糸威鎧:威22(ループ数11)木綿2.絹の精練染色について(1)大須二子山古墳出土〓甲の組紐は、断面の顕微鏡写真による観察から精練した絹であると思われた。(2)櫛引八幡宮赤糸威鎧の組紐は、顕微鏡写真による観察から精練した絹であり、茜で染色していた。3.復元の試み復元を試みた櫛引八幡宮赤糸威鎧の威糸1条の繊維(フィブロイン)数はおよそ800本以上であった。糸を拡大してみるとまっすぐな繊維の束であり、古墳出土品にも、同じ質感を持つと思われる絹糸が見られた(飛鳥寺塔心礎出土品東大寺大仏殿出土品)。しかし、現在入手可能な絹糸はねじれや毛羽立ちが目立つものが多かった。絹糸の質感を整えることができれば復元は可能と考えられたが似たような質感を持つ糸の入手が課題である。今年度の調査を通じて、中世の甲冑に用いられる8畝平組紐のうち色柄のあるものなら殆どすべての、また無地の場合でも特徴のある繊維が確認できれば、要素数を測定しループを用いた場合の初期配置の例を提示することができた。畦目については、逆板のものが袖、草摺などのものより多いループ数で組まれている例が2領確認できた(櫛引八幡宮赤糸威鎧、長谷寺赤糸威鎧)。素材については予想していた通り絹の使用がもっとも多かった。これは縒りのほとんどないものとZ方向に強く縒ったものの2種類に大別できる。木綿の威糸を用いた例は長谷寺の三目札鎧、鷹羽威鎧であるがこの2領はおなじ素材、色柄の紐を用いている。耳糸にもこれと全く同じ紐を用いている。

要素数は18、ループ数9で初期配置の一例として左手に萌黄2白赤白赤、右手に白赤白が考えられる。組違えたと思われる部分が鷹羽威鎧に二箇所確認できた。この部分が紐幅の中心からみて左右対称形に見えることからもループ操作技法によった可能性を指摘できる。耳糸には薄紫の単位のみ麻をもちいた、絹麻混紡のものが確認できた(金剛寺7、8、11号)。これは過去の修理報告書では絹と綿の混紡と指摘のあったものである。金剛寺7号藍韋威腹巻では草摺の前正面の左右のみに木綿の耳糸(生成、紺、紫)を用いているが、この素材は16-B号の高紐、花緘にも共通する。これらは劣化が激しく構造は不明確である。出土品にはいまのところ4畝平組紐しか確認できないが小札の種類と威糸の素材(皮か組紐か)については、関連があると思われる。古墳時代から奈良時代にかけての出土品では、実見したほとんどの例で4畝平組が確認できた。4段階手順でしか組めない8畝平組紐は見られなかった。素材については、南山大学の大須二子山古墳出土挂甲(胴丸)から組紐部分をサンプルとして提供いただいき、この断面写真に絹の特徴である三角形が見られた。現代の家蚕の断面と形状、面積、精練の有無について比較検討中。また染料についてもサンプルによるデータを製作中である。製作技法については、奈良時代の挂甲に(断定は避けるが)おそらく2段階手順によると言ってよい組紐が見られた。その根拠は、中心2畝の越数の差(不整の存在であり、ループ操作技法を示唆するものである)を反映しているとみられる組み目の長さのちがいである。同様の特徴が古墳時代後期の遺物にも見られた。従来、中世の甲冑についてはサネの大きさ、穴の大きさ、威し糸の太さには相関関係があるといわれているが、古墳時代の挂甲を見る限りではこれは必ずしもあてはまらない。1.要素数の測定櫛引八幡宮と長谷寺では、修理時にはずされていた威糸を借していただき、顕微鏡で拡大しながら、威糸(8畝平組紐)の1条(またはその一本ずつ)を動かし、越数(沈数)を確認したところ以下の要素数であった。糸が粉状に劣化していてもなんとか確認できた。要素数はすべて奇数の2倍でありループ操作技法によると考えられた。(1)青森県八戸市櫛引八幡宮白糸威褄取鎧兜・大袖付(国宝)白糸:38(ループ数19)S弱撚糸薄紫:38(ループ数19)S弱撚糸赤糸威鎧兜・大袖付(国宝)赤糸:威42(ループ数21):菱縫26(ループ数13)逆板畝目糸:38(ループ数19)白糸威肩赤胴丸兜・大袖付(重文)白糸:34(ループ数17)Z強撚糸赤糸:34(ループ数17)Z強撚糸紫糸威肩白浅黄鎧兜・大袖付(重文)萌葱:38(ループ数19)S弱撚糸(2)奈良県桜井市長谷寺赤糸威鎧:威42(ループ数21)2.絹の精錬について櫛引八幡宮赤糸威鎧(1)大須二子山古墳出土桂甲に用いられている組紐は断面の顕微鏡写真による観察から精錬した絹であると思われた。(2)櫛引八幡宮赤糸威鎧に用いられている組紐は断面の顕微鏡写真による観察から精錬した絹を染色していると思われた。このことは、手で触ったときの感触や、染色時の色相から考えられたことを反映していた。3.復元の試み絹糸の質感を整えることができれば復元は可能と考えられたが、似たような質感を持つ糸がどこにでもあるというのではないことが判った。鎧の糸は拡大してみるとまっすぐな繊維の束であるが、絹の持つねじれや毛羽立ちをそこまで取り除くことは困難である。櫛引八幡宮赤糸威鎧の威糸1条の繊維数を数えたところおよそ800本以上あった。このことから1条に繭400個以上がつかわれていたことを確認した。
電気刺激による骨格筋制御を用いた体内発電の基礎研究

本研究では,大胸筋などの骨格筋の一部をアクチュエータとして用い,電気刺激により発生する筋収縮運動を電力変換するシステムの実現を目指す.具体的には,身体の機能に影響を与えない数グラム程度の骨格筋を電気刺激で収縮し,その運動を用いたmWクラスの発電を最終的な目標とした.その実現のため,本研究では,カエルの筋肉に電気刺激を与えた場合の筋肉応答実験や,そのデータをもとに,回転型およびリニア型マイクロ発電機を提案,試作し,発電実験を実施した.本研究では,大胸筋などの骨格筋の一部をアクチュエータとしてもちい,電気刺激により発生する筋収縮運動を電力変換するシステムの実現を目指す.具体的には,身体の機能に影響を与えない数グラム程度の骨格筋を電気刺激で収縮し,その運動を用いたmWクラスの発電を数値目標とする.筋肉の収縮運動を電力変換する方法としては,通常の発電機と同様,筋肉の収縮運動(直線運動)を回転運動に変換し,ロータに取り付けた磁石列を回転することで電磁誘導を発生する方法(回転型)と,筋肉の収縮運動(直線運動)から直接永久磁石を駆動し,電磁誘導により発電する方法(直進型)が考えられる.本研究では,回転型と直線型2つのアイディアを軸に研究を進める.また,マイクロ発電機の提案・試作と並行し,カエルの筋肉を用いた電気刺激実験を行い,筋肉の基礎特性データを取得し,発電機の設計・試作に活用する.本年度は,筋肉の電気刺激方法を検討するため,カエルの筋肉を用いた実験を行い,等尺性収縮,等張性収縮の条件での実験データをそれぞれ得た.代表的な例として,電気刺激を,パルス幅0.2 ms連続矩形波電圧,繰返し周波数40 Hz,継続時間0.5 s,振幅1.7 Vとした.実験で用いた約0.2gの筋肉に対して,等尺性収縮における張力測定では刺激開始550 ms後に最大値1.1 Nを記録し,等張性収縮における収縮距離測定では0.37 Nの張力下で3.2 mm収縮し,収縮速度は6.0 mm/sとなった.また,回転型発電機を試作して,発電機構の直動・回転エネルギ伝達効率32.0%と,負荷抵抗140 Ωで最大発電効率19.4%を得た.H28年度に予定していたカエルの筋肉特性の動的な評価を実施することができた.また,回転型発電機の試作ならびに効率などの評価も実施し,予定通りの進捗を得た.本研究では,大胸筋などの骨格筋の一部をアクチュエータとしてもちい,電気刺激により発生する筋収縮運動を電力変換するシステムの実現を目指す.具体的には,身体の機能に影響を与えない数グラム程度の骨格筋を電気刺激で収縮し,その運動を用いたmWクラスの発電を数値目標とする.筋肉の収縮運動を電力変換する方法としては,通常の発電機と同様,筋肉の収縮運動(直線運動)を回転運動に変換し,ロータに取り付けた磁石列を回転することで電磁誘導を発生する方法(回転型)と,筋肉の収縮運動(直線運動)から直接永久磁石を駆動し,電磁誘導により発電する方法(直進型)が考えられる.本研究では,回転型と直線型2つのアイディアを軸に研究を進める.また,マイクロ発電機の提案・試作と並行し,カエルの筋肉を用いた電気刺激実験を行い,筋肉の基礎特性データを取得し,発電機の設計・試作に活用する.本年度は,昨年度の回転型の軸受耐久性の懸念を解決するため,機構からしゅう動部を完全に排除した,直進型発電機を提案,評価した.発電機構は,平行ばねに案内された振動子に発電素子を設置し,平行ばねへのエネルギー伝達機構として,磁力を用いた簡易な非接触クラッチ機構を採用したことで,完全なしゅう動部の排除,かつ筋収縮終了後も継続して発電可能な機構を実現した.平行ばね機構はワイヤ放電加工で一体成型したため,機構の減衰力を極めて小さくすることができた.20×1×t1mmのネオジム磁石を振動子に10個配置し,カエルの骨格筋実験で得られた発生力0.35N,ストローク3.5mm以下の入力で,振動子に初期変位を与え,発電実験を行ったところ,最大瞬時出力0.2mW,効率24.7%を実現した.本研究では,大胸筋などの骨格筋の一部をアクチュエータとして用い,電気刺激により発生する筋収縮運動を電力変換するシステムの実現を目指す.具体的には,身体の機能に影響を与えない数グラム程度の骨格筋を電気刺激で収縮し,その運動を用いたmWクラスの発電を最終的な目標とした.その実現のため,本研究では,カエルの筋肉に電気刺激を与えた場合の筋肉応答実験や,そのデータをもとに,回転型およびリニア型マイクロ発電機を提案,試作し,発電実験を実施した.回転型発電機は,損失を少なく回転子を増速できれば,効率の良い発電が期待できるが,その一方,機構が複雑となる,筋肉に切断面を設ける必要があるなどの欠点があった.このため,筋肉の直線的な収縮運動から,直接発電する方法をH29年度は集中して検討する予定である.また,筋肉に損傷を与えることなく,運動を無理なく,直動発電機に伝える方法の検討も行う予定である.精密工学