hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食品廃棄物のフロー解析およびゼロエミッション化

(1)食品工場における環境負荷の評価に関して、ビール工場における原料から製品ビールに至る製造工程をLCAインベントリー解析して、製品ビールに負わされる累積CO_2排出原単位を求めた。その結果、累積CO_2排出原単位の55%以上が製造各工程で投入される水道、電力、ガス、灯油など工程ユーティリティに関係していること、排水をメタン発酵してバイオガスを回収して、燃料電池によって電力変換した場合、工場の年間電力の9.74%をセーブできて、2.99%の累積CO_2排出原単位の削減になると分かった。(2)核廃棄物のメタン発酵によるエネルギー回収に関して、トーフ工場から排出されるおからを、有機廃液である寄せ込み排水とともにメタン発酵する場合の、メタン回収率の向上について検討した。その結果メタン転換率は、おから単独基質の場合には理論値の95%近くまで可能であるが、寄せ込み排水単独では理論値の64%程度にとどまった。しかし、寄せ込み排水をおからと混合処理した場合、理論値の80%近くまで上昇し、エネルギー(有機炭素)回収率の向上がはかれることが分かった。(3)食品廃棄物を原料とする活性炭製造とその用途開発に関して、ビール滓、おから及び酒粕を原料として、これらを炭化後水蒸気賦活する事によって活性炭を製造した。製造された活性炭は市販ヤシガラ炭と同等の比表面積を有することが分かった。また、薬品賦活法によって製造したおから活性炭の液相で農薬(2-4-D,CAP)の吸着特性を評価した。その結果、各農薬に対して吸着等温線はフロインドリッヒ式で表された。またおから活性炭は低濃度域での吸着能が高く、吸着速度も高いことが分かった。
メタルフリー接着性修復のｉｎ　ｖｉｖｏ／ｉｎ　ｖｉｔｒｏ評価

本研究では、見た目にも美しいメタルフリー接着性修復の臨床的条件下における挙動を明らかにすることを目的に、口腔内環境想定の複合ストレス負荷による微小漏洩・窩洞内象牙質接着強さ・微小接着強さに基づく接着信頼性等について検討した。また、in vivo / in vitro両用小型接着試験器による臨床的修復歯面を含めた各種歯面に対するレジン接着システムの引張接着強さを測定し、評価した。それら得られた結果から、従前の研究では明らかにされなかった多くの客観的な事象を確認した。本研究課題では、"患者・歯科医師双方が求める質の高いメタルフリー直接・間接接着性修復の達成を図る"ことを目的として検討を行っている。そこで、平成24年度に得た主たる成果を以下に示す。1)髄床底を窩底とする2級MO直接修復を想定し、動的荷重因子がレジンコア併用症例の窩壁象牙質接着強さに及ぼす影響を明らかにすることを目的に評価検討を行った。その結果、コアシステムにかかわらず、ストレス負荷条件下のP壁における接着が著しい影響を受けることが明らかとなった。2)新規汎用性オールインワン接着システムの接着信頼性を明らかにすることを目的に、口腔内環境想定の複合ストレス負荷の有無条件下における歯頸部修復窩洞内象牙質窩壁に対するμ-TBSを測定し、評価検討を行った。その結果、新規汎用性システムのμ-TBS値は、複合ストレス負荷の有無による影響を受けていなかった。また、ワイブル係数(m値)に関して、+S条件下の当該システムのm値は、従前システムより有意に大きく、接着信頼性に優れていた。3)フロアブルレジン(F)による歯頸部修復の接着実態について、ユニバーサルレジン(U)を対照として、複合ストレス負荷試験によって評価検討した。その結果、Fの漏洩は、Uと同等または小さい漏洩を示した。また、m値において、F値はU値より有意に大きく、接着信頼性に優れていた。4)4種被着体に対するレジンセメントの接着強さに及ぼす新規汎用性前処理材の効果を明らかにすることを目的に、市販の先行前処理材と比較検討を行った。その結果、新規汎用性前処理材のTUPはメタル(M)とセラミック(C)において、DCAはハイブリッドセラミックス(H)とジルコニア(Z)において先行前処理材と同等または優れた接着強さ獲得効果を有していた。また、近年の前処理材を活用した場合,TBS値はZ>M・C>Hの大小関係となることが示唆された。最終年度に得た研究成果の概容を以下に示す。1)髄床底を窩底とするレジンコア併用2級コンポジットレジン直接修復において、動的荷重ストレスの負荷は、歯頂側壁の辺縁封鎖性のみに有意な影響を与えていた。2)最新のCERECシステムを用いたセラミックアンレー修復に際し、レジンコーティングの応用は、咀嚼環境想定の動的荷重による窩底部接着強さの減弱を抑制する効果を有していた。3)フロアブルレジンの選択応用はユニバーサルレジンより優れた辺縁封鎖性の獲得に有用であった。また、フロアブルレジンの選択応用はユニバーサルレジンより接着信頼性を向上させ、併せて優れた接着耐久性の獲得に有用と推測できた。4)歯頸部罹患象牙質に対する接着は、最近のオールインワン接着システムを活用することによって、健全歯質と同等の初期接着強さを獲得できるものの、接着信頼性の点では難点を有していた。また、過去3箇年を通じて得た研究成果を要約すると以下のとおりとなる。1)交付申請書で掲げた"患者・歯科医師双方が求める質の高いメタルフリー直接・間接接着性修復の達成を図る"という目的の具現化に寄与できた。2)複合機能試験機およびMicro-tensile bond testを活用した実験系では、新規のレジン接着システム、レジンセメントおよびコンポジットレジンをはじめとする材料を用いて、口腔内環境を想定した条件下における直接・間接法によるメタルフリー接着修復の接着実態を評価確認した。3)次世代の歯冠修復を担うCAD/CAM修復を検討し、その窩洞適合性、形態再現性、ストレス条件下における接着挙動、辺縁封鎖性について検証した。4)in vivo/in vitro小型接着試験器を活用した実験系では、新規・試作レジン接着システムを用いて、摩耗症露出象牙質および齲蝕罹患象牙質に対する接着強さを測定し、臨床的修復歯面の接着実態や各種レジン接着システムの接着性能について探究した。本研究では、患者・歯科医師双方が求めるメタルフリー接着性修復に焦点を絞り、直接・間接法による質の高い修復の達成を目的に検討を行った。"複合機能試験機(MFA)およびMicro-tensile bond test(μ-TBS)を活用した実験系"では、規格化1級型築造用窩洞に2種レジンコアシステムによる歯冠築造を行い、髄床底象牙質(P壁)ならびに近心軸側壁象牙質(A壁)への微小接着強さを測定した。その結果、コア材一層塗布を実施しない填塞試料はμ-TBS値が得られなかった。

一方、コア材一層塗布による填塞試料値は約10MPa以下であり、レジンコアシステムの違いにかかわらず、P壁へのμ-TBS値はA壁値より有意に小さく、窩壁象牙質の違いにかかわらず2種コアシステムのμ-TBS値は同等であった。さらに、新規オールインワン接着システムの辺縁封鎖性に及ぼす口腔内環境想定の複合ストレス有無の影響を明らかにすることを目的に、歯頸部V字状窩洞修復に対する色素浸透試験を行った。その結果、歯頂側壁漏洩では、EXLとEBにおいて+S群がーS群より有意に大きな漏洩を示し、MBでは同等であった。一方、歯肉側壁漏洩では、システムにかかわらず、+S群とーS群との漏洩は同等であった。"in vivo / in vitro小型接着試験器(PAT)を活用した実験系"では、歯頸部摩耗症露出象牙質(ALD)に対する初期接着特性を明らかにすることを目的に、最近のオールインワン接着システムを用いて健全切削エナメル質(SE)と健全切削象牙質(SD)を含めた各歯面に対する引張接着強さを測定した。その結果、ALDは、オールインワン接着システム活用の場合、SD・SEとも同等の接着強さを獲得できる傾向にあることが確認できた。しかし、ALDに対する接着信頼性はSDより有意に劣り、SEとは同等であることが明らかとなった。平成23年度25年度の科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)としての承認を受け、本研究課題では、"患者・歯科医師双方が求めるメタルフリー接着性修復に焦点を絞り、直接ならびに間接法による質の高い当該修復の達成を図る"ことを目的として検討を行っている。今年度は、昨年度の研究成果を踏まえながら、「研究実績の概要」の部分で述べた成果を挙げることができ、それぞれにおいて、以下に述べる臨床的意義・寄与を確認することができた。1)髄床底を窩底とする2級症例は、臨床における遭遇機会が多く、接着信頼性の向上には、レジンコアシステムの改善に加え、術者によるレジン重合収縮への配慮、歯面処理時のエアーブロー法、光照射方法などに注意を払い、システム性能を最大限に引き出す対応が重要であることが示唆された。2)新規汎用性オールインワン接着システムは、ポリアクリル酸コポリマーの配合、シラン剤の添加、接着機能性モノマーMDPの活用、新規光重合触媒・多官能親水性モノマーの導入などによって、口腔内環境想定の苛酷なストレス条件下においても安定かつ高いレベルでの歯頸部接着信頼性を示し、臨床においても良好な予後獲得に寄与することが考えられた。3)フロアブルレジンの選択応用は、ユニバーサルレジンより確実な接着強さの獲得と同時に、接着破壊への耐久性に優れていることが考えられ、歯頸部修復の予後向上に寄与すると考えられた。4)メタルフリー接着性間接修復に際し有効な前処理剤の内、新規汎用性前処理材は、先行前処理材と同等または優れた接着強さ獲得効果を有し、製品によって修復物への効果が異なることが明らかになった。以上から、現在までの達成度に対する自己点検評価としては、「おおむね順調に進展している。」と考える。
アンジオテンシンIIリセプターの単離とcDNAクローニングによる構造決定

血管平滑筋細胞や副腎球状層細胞の膜上にあって、血圧調節や体液バランスの保持に重要な役割を果たしているアンジオテンシン【II】リセプターを単離し、構造を決定するための基礎研究を行い、以下のような成果を得た。(1)部分精製法はすでに昨年度の研究で確立済みであるが、アンジオテンシン【II】リセプターの存在量は予想以上に少なく、通常の精製手段のみでは、N末端分析やフラグメント化したペプチドのアミノ酸配列の決定にこぎつけるだけの量を入手するのは困難であることがわかった。そこで、どうしてもアフィニティクロマトグラフィーが必要となるが、これもリガンドであるアンジオテンシン【II】を一旦ゲルに固定化すると、もはや遊離のリガンドとは違って、リセプターに結合する能力を失うとあって困難とされてきた。過去の報告について詳細な考察を加えたところ、残された可能性はスペーサーの長さを極端に長くしてみる以外にないことに気付いた。実際に長いスペーサーを介してアンジオテンシン【II】をゲルに固定化したものは、リセプター結合能を保持しており、アフィニティー担体として使えることがわかった。(2)ウシ副腎のCHAPS抽出液をアフィニティーカラムにかけ、よく洗浄した後、吸着した膜蛋白質を溶出し電気泳動で分析したところ、分子量17万の蛋白質が特異的に濃縮されていた。アフィニティーラベリングにより推定した分子量と一致するところから、アンジオテンシン【II】リセプターをとらえることに成功したものと思われる。(3)血圧調節のしくみを理解するためには、アンジオテンシン【II】とは逆の働きをする心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)の作用機構をも解明しなければならない。本研究では、ANPリセプターに関する仕事をも進め、ウシの肺より、それを完全に純粋な形で単離することに成功した。世界が注目している物質であり今後の発展が期待される。
電子文章に内在する攻撃的因子の特定とそのデバッグに関する教育支援マニュアルの作成

3年間に亘る研究を通して、まず電子文章の中に潜む「攻撃的因子」の特定化を行なった。この特定化に関しては、得られたデータの表層的特質を統計的手続きによって明らかにする方法と、オーラルリサーチによって収集したネットトラブルの頻発事例を情報倫理・道徳教育・精神病理の観点から分析する方法との2方向から行った。その結果、電子文章における攻撃性を助長する因子としては、利用者側では「匿名」「中傷」が主因であり、電子媒体側では「掲示板」「メール」であることが確認された。また、利用される側では「無知」「無関心」に依存していることも合わせて確認された。しかし、これらの背景に対してさらに検証を推し進めてみたところ、一連の現象下には、いわゆる電子文章の送り手と受け手との間そのものに、「リテラシー」の欠如が介在していることも明らかとなり、必然的に、その原因を探ることが本研究の最大のテーマとなった次第である。そして、本研究終盤の方向性は、専らこの「リテラシー」を「対社会文脈を読み取る力」と定義して多角的に研究を推し進め、最終的に「攻撃性」との遭遇回避のためには学校教育における「リテラシーの育成」が不可欠であるとの知見を得てそのガイドラインの策定を思案した。しかし、必ずしも学校教育という教育の場でのみ培える素養ではありえない部分もあり、家庭教育との具体連携をどう進めていくかが今後の課題として残された。さらに今後も継続して取り組んでいく考えである。平成14年度は,3ヵ年に亘る研究計画の初年度であることから研究テーマに関係する専門的資料の探索,実態調査,フィールドスタディに時間を集中的に配して研究を執り行った。実態調査としては,ネット上に氾濫する電子文章の内,相互作用上の変容を分析する上で有意味であると思われるリアルタイムチャットにフォーカスし,分析者である淺間・河原も実際にチャットに加わることでより正確な資料を得るよう配慮した。収集した電子文章サンプルは膨大なものとなったので、分析対象の絞込みを行いながら「ポライトネス」(politeness)の観点から機能分類を実施した。フィールドスタディとしては,平成14年10月3日から10月10日までの間,淺間・松王が後に我が国との比較分析研究を執り行う意図から欧州連合(ベルギー)およびヘルシンキ大学のヴァーチャルユニバーシティー部門(フィンランド)を訪問し,資料収集に従事しながらあわせて専門家からの助言提供を積極的に受け入れた。とりわけ,フィンランドでの調査研究の結果,我が国のネットコミュニケーション環境での実際と比してみると次の2点において大きく相違することが判明し,平成15年度に着手する実験分析研究への大いなる参考資料となった。(1)携帯電話を教育的(個の成長に資する)ツールとして社会が受け入れている傾向にある。(2)テキストメッセージの使用頻度が高まりつつあるフィンランドでは,日本の若者達がsmiley marksを多用・援用しながらコミュニケーションの歪みを埋めようとしているのに対して,フィンランドの若者達はより感情度の高いテキストメッセージを交わし合っている。上記の更なる検証により,我が国の電子文章様式に巣くう人格変容の誘発因子を特定していきたい。平成15年度は,平成14年度において得た電子文章(電文)サンプルデータとの比較資料を得るために,自筆文章(自文)によるサンプルデータの収集に着手した。そして,得られた自文データを電文データの時と同様に,多様な文機能分析の手法に基づいて分類した。その結果,いわゆる入力ミス(記入ミス)に対しては,「自文」の方が修正努力の痕跡が「電文」に比べて著しいことが明らかとなった。また,電文の方は「道具的機能」(依頼・要求など)が高かったが,自文は相互作用機能が高まることも判明した。このことより,簡単に総括すれば,電文の場合は相手との心的距離を縮減し,好感度の高いメッセージスタイルを採用する一方で,利己的なメッセージ内容をも発信しやすい状況に置かれると言える。

また,自文の場合は,「書く」という一連の作業が「打つ」(入力)という電文における瞬時動作の連続体と比べると,思考の連鎖を維持しやすいということも言えるようである。これらの知見に基づいて,電文には人間の道徳性の発達の上で幾多の危険因子が垣間見られるのではないか,との仮説を立て,様々な観点からの実験を行った。その中でも,「フォント」の持つトーンの調査実験に関しては,フォントそのものの種類によって,威圧効果もあれば癒し効果もあるのではないかという仮説を証明しようとする独創的な試みとなった。サンプル数を出来るだけ数多く取りたいとの意図から,調査は継続中であり,その総括は次年度において行いたいと考えている。さらにまた,電文受信者の視覚認知に関する実験も試みた。すなわち,ディスプレーという「一覧性の乏しい環境にある場合の思考の連鎖はどうなるか」の問いを中心課題として調査を試みた。自文と比べるとかなり分散型思考が強まるようであるが,この点に関しては精神病理学専攻のジュゴンを中心に,次年度に組織メンバー全員での分析を試みたいと考えている。平成16年度は、3年間に亘る研究の最終年度であることから、前半は、平成14年度および平成15年度に得られた調査データの再検証を実施して、電子文章の中に潜む「攻撃的因子」の特定化を行なった。特定化に関しては、統計手続きによってこれまでに得られたデータの表層的特質を明らかにする方法と、オーラルリサーチの一環として収集したネットトラブルの頻発事例を精神病理学的な見地から解明する方法との両面で実施した。その結果、電子文章における「攻撃性」を助長する要因が利用者側では「匿名」「中傷」であり、電子的媒体側では「掲示板」「メール」であり、そして利用される側では「無知」「無関心」に依存していることがあらためて確認されることとなった。しかし、さらに研究を推し進めてみると、これらの現象の背景には、いわゆる電子文章の送り羊と受け手との間そのものにリテラシーの「ずれ」が生じていることが明らかとなった。したがって、本最終年度の後半は、電子文章を送受信する場合に必要なリテラシー能力を、道徳教育との連携においてステップ・バイ・ステップに育成する教育支援の方途を探索することにした。その研究の一環から、リテラシー能力育成においてより強力な示唆を提示してくれるであろう、昨今その分野で国際的評価の非常に高いフィンランドの教育機関の視察を実施した。教育関係者から本研究内容へのレビューを受けると同時に、電子情報環境をめぐるフィンランドの若者と日本の若者との間の意識差をも浮き彫りにすることができ、教育支援マニュアル作成に向けての新たな視点移動の必要性を認識することができた。
新しい官能試験法による浄水カルキ臭の全体像の解明と超微粉化活性炭による制御

本研究は,ヒト嗅覚をGC/MSの検出器として加えたシステム(ヒト嗅覚GC/MSシステム)を用いて,水道水に対する不満足の一因である水道水のカルキ臭の原因物質の同定と官能試験を一斉かつ網羅的に行うことのできる新たな官能試験法を確立し,全く明らかとなっていない浄水カルキ臭原因物質の全体像の把握をすることを目的としている。本年度は,本研究で試みているヒト嗅覚GC/MSシステムによる官能試験法を用いた新たな臭気試験法を構築するべく,カルキ臭の原因物質の前駆体の有機窒素化合物であり,塩素との反応により強い臭気を発するフェニルアラニンを用いて実験を行い,様々な臭気物質の分析が可能な条件の最適化試みた。昨年度に続き,サンプル調整方法の見直しや分析メソッド,サンプルの注入方法などの実験方法や臭気試験方法の見直しを行い,感度の向上も試みた。その結果,フェニルアラニンを塩素処理した試料から確認・検出された3つの臭気を有するピークの感度を上げることが出来た。また,それにともない,新たな臭気を有するピークを発見することができた。本年度の予定では,前年度までに構築完了する予定であった,ヒト嗅覚GC/MSによる新しい官能試験法および,官能試験用サンプルの新たな濃縮・回収方法により,浄水カルキ臭原因物質の全体像の解明および臭気強度の定量を試みる予定であったが,臭気を感じるピークの強度が低く,また再現性も得られないことが続いたため,分析条件の再検討に時間がかかったため,試料の新たな濃縮・回収方法の検討まで進んでおらず,予定より遅れが出てしまっている。今年度は,昨年度までに発見された臭気を有するピークの分析を進め,カルキ臭の原因と考えられる物質の同定を進める。さらに,ヒト嗅覚GC/MSシステムを用いた新たな官能試験法により,様々な臭気物質の分析を行うための条件の最適化を図るとともに,活性炭の物性の違いによるカルキ臭原因物質の除去効率の変化を確認し,カルキ臭の原因物質および様々な臭気原因物質を活性炭により効率的に制御する方法の検討を行う。本研究は,ヒト嗅覚をGC/MSの検出器として加えたシステム(以下「ヒト嗅覚GC/MSシステム」)を用いて,水道水に対する不満足の要因になっている水道水のカルキ臭の原因となる物質の同定と官能試験を一斉かつ網羅的に行うことのできる新たな官能試験法を確立し,現段階で全く明らかとなっていない浄水カルキ臭原因物質の全体像の把握をすることを目的としている。本年度は,まず,カルキ臭の原因物質の前駆体として考えられている有機窒素化合物の中で,塩素との反応により強い臭気を発することがわかっており,また,GC/MSにより分離されて気体として出てきた試料を臭い嗅ぎポートで嗅いだ際に複数の臭気を感じるピークを検出することが出来たフェニルアラニンについて,ヒト嗅覚GC/MSシステムによる官能試験法を用いて,新たな臭気試験法の構築を試みた。以前行った予備実験の段階では,フェニルアラニンを塩素処理した試料をヒト嗅覚GC/MSシステムで分析したところ,3つのピークが確認でき,各ピークで臭気を感じることが出来ていたが,本実験において,その3つのピークの検出や臭気の確認が上手く出来なくなるなどしたため,分析条件やサンプル調整方法の見直しなどに時間を要してしまった。GC/MSで使用するカラムや分析メソッドや,サンプルの注入方法などをはじめとする実験方法や臭気試験方法の見直しを行うことで,フェニルアラニン塩素処理サンプルより,新たに臭気を有する物質を発見することができた。本年度の予定では,予備実験から扱ってきたフェニルアラニンを用いて標準品が無くても官能試験と機器分析を組み合わせて行える新たな臭気試験法の構築と共に,フェニルアラニン以外アミノ酸を塩素処理した試料なども用いて,様々な臭気物質の分析が可能な条件の最適化を図る予定であったが,フェニルアラニン由来の臭気原因物質の検出および同定に時間がかかってしまったため,予定より少し遅れが出てしまっている状況である。本研究は,ヒト嗅覚をGC/MSの検出器として加えたシステム(以下「ヒト嗅覚GC/MSシステム」)を用いて,水道水に対する不満足の要因になっている水道水のカルキ臭の原因となる物質の同定と官能試験を一斉かつ網羅的に行うことのできる新たな官能試験法を確立し,現段階で全く明らかとなっていない,浄水カルキ臭原因物質の全体像の把握をすることを目的としている。本年度は,昨年度に続き,カルキ臭の原因物質の前駆体として考えられている有機窒素化合物の中で,塩素との反応により強い臭気を発することがわかっており,また,GC/MSにより分離されて気体として出てきた試料を臭い嗅ぎポートで嗅いだ際に複数の臭気を感じるピークを検出することが出来たフェニルアラニンについて,ヒト嗅覚GC/MSシステムによる官能試験法を用いて,新たな臭気試験法の構築を試みた。昨年度に続き,予備実験の結果をもとに,サンプル調整方法の見直しやGC/MSで使用するカラム,分析メソッド,および,サンプルの注入方法などをはじめとする実験方法や臭気試験方法の見直しを行った。その結果,予備実験の段階で確認されていた,フェニルアラニンを塩素処理した試料から確認・検出された3つのピークと各ピークで感じることが出来た臭気に加え,フェニルアラニン塩素処理サンプルより,臭気を有する物質のピークが新たに検出され,カルキ臭の原因と考えられる物質を発見することができた。

本年度の予定では,ヒト嗅覚GC/MSシステムによる官能試験と機器分析を組み合わせて行える新たな官能試験の構築を行い,さらに,フェニルアラニン以外のアミノ酸を塩素処理試料も用いて実験を行い,様々な臭気物質の分析が可能な条件の最適化を図る予定であったが,不調に伴う分析装置の更新により,分析条件の再検討やフェニルアラニン由来の臭気原因物質の検出および同定に時間がかかってしまったため,予定より遅れが出てしまっている状況である。本研究は,ヒト嗅覚をGC/MSの検出器として加えたシステム(ヒト嗅覚GC/MSシステム)を用いて,水道水に対する不満足の一因である水道水のカルキ臭の原因物質の同定と官能試験を一斉かつ網羅的に行うことのできる新たな官能試験法を確立し,全く明らかとなっていない浄水カルキ臭原因物質の全体像の把握をすることを目的としている。本年度は,本研究で試みているヒト嗅覚GC/MSシステムによる官能試験法を用いた新たな臭気試験法を構築するべく,カルキ臭の原因物質の前駆体の有機窒素化合物であり,塩素との反応により強い臭気を発するフェニルアラニンを用いて実験を行い,様々な臭気物質の分析が可能な条件の最適化試みた。昨年度に続き,サンプル調整方法の見直しや分析メソッド,サンプルの注入方法などの実験方法や臭気試験方法の見直しを行い,感度の向上も試みた。その結果,フェニルアラニンを塩素処理した試料から確認・検出された3つの臭気を有するピークの感度を上げることが出来た。また,それにともない,新たな臭気を有するピークを発見することができた。本年度の予定では,前年度までに構築完了する予定であった,ヒト嗅覚GC/MSによる新しい官能試験法および,官能試験用サンプルの新たな濃縮・回収方法により,浄水カルキ臭原因物質の全体像の解明および臭気強度の定量を試みる予定であったが,臭気を感じるピークの強度が低く,また再現性も得られないことが続いたため,分析条件の再検討に時間がかかったため,試料の新たな濃縮・回収方法の検討まで進んでおらず,予定より遅れが出てしまっている。平成29年度は,まずは前年度から引き続き,早急にヒト嗅覚GC/MSシステムによる官能試験と機器分析を組み合わせて行える新たな官能試験の構築を行い,さらに,フェニルアラニン以外のアミノ酸を塩素処理試料も用いて実験を行い,様々な臭気物質の分析が可能な条件の最適化を図る。その後,平成28年度の実験において検出された新たなフェニルアラニン由来の臭気物質も含め,さらなる臭気物質の発見・同定のための新たな臭気物質の濃縮・回収方法の確立を目指す。平成30年度は,早急にヒト嗅覚GC/MSシステムによる官能試験と機器分析を組み合わせて行える新たな官能試験の構築を行い,さらに,フェニルアラニン以外のアミノ酸を塩素処理試料も用いて実験を行い,様々な臭気物質の分析が可能な条件の最適化を図る。その後,現在までの実験において検出されている新たなフェニルアラニン由来の臭気物質も含め,さらなる臭気物質の発見・同定のための新たな臭気物質の濃縮・回収方法の確立を目指す。今年度は,昨年度までに発見された臭気を有するピークの分析を進め,カルキ臭の原因と考えられる物質の同定を進める。さらに,ヒト嗅覚GC/MSシステムを用いた新たな官能試験法により,様々な臭気物質の分析を行うための条件の最適化を図るとともに,活性炭の物性の違いによるカルキ臭原因物質の除去効率の変化を確認し,カルキ臭の原因物質および様々な臭気原因物質を活性炭により効率的に制御する方法の検討を行う。
複雑システム最適化問題に対する生物群最適化に基づくソフトソリューション技術の開発

本研究では,ますます複雑化・多様化する現代社会におけるシステム最適化問題に対して,近年注目されている生物群最適化に基づいて,高速性,正確性および頑健性をあわせもつソフトソリューション技術の開発を行った.具体的には,従来の生物群最適化手法の改良を行うとともに,多目的計画問題や離散最適化問題への拡張を行った.さらに,ロボットの最大跳躍問題や現実の空調プラントの運転計画問題への応用も行った。本年度は研究の対象となる問題の定式化および生物群最適化手法の改良について行った.1.対象とする非凸非線形計画問題の定式化:現実社会のシステム最適化の例として,ロボットの最大跳躍問題を取り上げ,非凸非線形計画問題として定式化した.2.従来の生物群最適化手法の改良:これまでに提案されている生物群最適化手法の非凸非線形計画問題への適用において指摘されている,(1)制約条件のある問題に対して直接適用できない,(2)局所的最適解に停留しやすい,という問題点に対して,新しい個体の修正方法,新しい初期個体群の生成方法,移動方法の改良,離脱行動の導入,多重Stretching技法,という解決法を提案し,これらの解決法をとりいれた改良型生物群最適化手法を提案した.3.改良された生物群最適化手法のコード化:上記の2.で考案された改良型生物群最適化手法のアルゴリズムをコード化した.4.数値例を用いたシミュレーションによる有効性の検討:本研究で考案された新しい生物群最適化手法を,さまざまなタイプの非凸非線形計画問題の数値例に適用し,有効性・問題点を検討した.特に,ロボットの跳躍最大化問題などのような現実の最適化問題の特性を考慮した数値例を作成し,提案手法を適用することにより,その実用性についても検討した.今年度の研究で得られた結果から,提案した改良型生物群最適化手法が単一目的の非凸非線形計画問題に対する最適化手法として有望であるということが示されたので,来年度以降は,離散計画問題や多目的計画問題に対する拡張を試みる予定である.本年度は多目的非凸非線形計画問題及び非線形整数計画問題に焦点をあて,生物群最適化手法の改良を行った.1.対象とする多目的非凸非線形計画問題及び非線形整数計画問題の定式化:現実社会のシステム最適化の例として,地域冷暖房プラントの運転計画問題を取り上げ,多目的非凸非線形計画問題として定式化した.2.単一目的計画問題及び整数計画問題に対する改良型生物群最適化手法の改良:前年度に提案した単一目的計画問題に対する改良型生物群最適化手法を多目的計画問題に直接適用した場合,求解精度の低下が確認されたため,(近似)パレート最適解情報を利用した新しい個体の移動方法や閾値の導入により,求解精度の改善を図った。また,離散最適化問題への拡張に関しても考察した.3.多目的計画問題及び整数計画問題に対する改良型生物群最適化手法のコード化:上記の2.で提案した新しい改良型生物群最適化手法のアルゴリズムをコード化した.4.数値例を用いたシミュレーションによる有効性の検討:本研究で考案された新しい生物群最適化手法を,さまざまなタイプの多目的非凸非線形計画問題及び非線形整数計画問題の数値例に適用し,有効性・問題点を検討した.特に,地域冷暖房プラントの運転計画問題などのような現実の最適化問題の特性を考慮した数値例を作成し,提案手法を適用することにより,その実用性についても検討した.今年度の研究で得られた結果から,提案した改良型生物群最適化手法が多目的の非凸非線形計画問題及び非線形整数計画問題に対する最適化手法として有望であるということが示された.来年度以降は,離散最適化問題への適用におけるさらなる改良を試みる予定である.本年度は非線形0-1計画問題に焦点をあて,生物群最適化手法の改良を行ろた.1.生物群最適化手法の改良:平成18,19年度の研究によって,決定変数が連続値をとる非凸非線形計画問題に対して有効な生物群最適化手法及び決定変数が離散値をとる非凸非線形整数計画問題に対して有効な生物群最適化手法が提案されているので,本年度は,決定変数がより強い離散性をもつ0-1計画問題に焦点をあてた.0-1計画問題では,すべての解が境界上にあるため,生物群最適化手法の各手順において次のような考察が必要となった.(1)決定変数が0-1の場合においても,効率的に実行可能な初期個体を生成できる方法を検討し,新しい初期個体の生成方法を提案した.(2)0-1計画問題では,すべての解が境界上にあるため,通常の移動では解が停留しやすい.そこで,停留を防ぐために,局所探索に基づく解の移動について検討し,新しい解の移動方法を提案した.(3)0-1計画問題では,局所探索に基づく解の移動を導入した場合,大域的探索能力の低下がみられたため,解の定在頻度などに基づく多様化技術を導入した.2.改良された生物群最適化手法のコード化:

上記の2.で考案された改良型生物群最適化手法のアルゴリズムを電子計算機上で実行可能となるようにコード化した.3.数値例を用いたシミュレーションによる有効性の検討:本研究で考案された新しい生物群最適化手法を,さまざまなタイプの非線形0-1計画問題の数値例に適用し,有効性・問題点について考察した.
合成メチル化カテキンによる抗腫瘍効果のメカニズムの解析及び臨床応用への基礎研究

メチル化カテキンは肝癌細胞株Huh7に対し、in vitroにおいて強いPI3K/Aktシグナル系抑制作用、抗酸化作用をしめすことを示した。さらに、in vivoにおいても、癌移植マウスにおいて腹腔内投与、さらには経口投与(一日7.5mg/Kg)にても腫瘍増殖抑制効果を示した。このことは、メチル化カテキンが抗癌剤への応用につながる可能性を得ることができるという成果を得た。カテキン540mg含有のお茶の飲料品があることを考えるとその副作用はかなり少ないと考えられる。さらに、ある飲料会社がメチル化カテキン高濃度(20%)含有べにふうき茶抽出パウダーを開発していた。それを、当初は無料で条件なしで供与していただけるようになった。現在、カプセル化して一日500mgのメチル化カテキン(250mgのカプセル、10錠を一日)をのんでいただく準備を終了した(3人分30日分)。これら、具体的な製剤の作製は臨床研究へすすむことへの大きな成果である。カテキンより抗酸化力価が強いとされるメチル化カテキンの肝癌細胞に対する抗腫瘍効果について検討した。方法1)PI3K/Aktシグナルの活性化(Aktのリン酸化)の検討。肝癌細胞株Huh7に0,0.5,2,5,10,20μMのメチル化カテキン処理6時間で処理。その後,脱リン酸化効果を示した最低濃度で,肝癌細胞株Huh7を6時間処理した。さらにHuh7でリン酸化Aktの発現と,この下流分子である細胞周期促進分子のCyclinD1の経時的変化を検討した。2)細胞増殖抑制の検討。Huh7をメチル化カテキンで処理,BrdUの取り込みをELISA,細胞数の変化,細胞周期の変化をフローサイトメトリーで観察した。3)メチル化カテキンの抗酸化作用の検討。Huh7を過酸化水素で細胞を処理した後,酸化マーカーであるDCF-DAによるフローサイトメトリーで測定した。4)In vivo,Huh7を皮下に移植し,1mg/kgメチル化カテキンを連日腹腔内に投与し,その増殖の程度を生食群と比較した。結果1)メチル化カテキン処理にてHuh7,のAktのリン酸化の脱リン酸化が最低濃度5μMの低濃度でもみられた。Huh7ではリン酸化AktとCyclin D1発現はメチル化カテキン処理3,8時間後で低下していた。2)BrdUの取り込み,細胞数は有意に減少し,G1 arrestがみられた。3)過酸化水素処理での抗酸化力は生食群の約3倍であった。4)Invivoでは生食群に比較して1mg/kgメチル化カテキンでは2週目(p<0.05),3週目(p<0.01)ともに有意な腫瘍体積の差を認めた。平成19年度までの研究により、べにふうき茶から抽出できる3"メチル化カテキンが非常に強い抗酸化能力をもつこと、また、この能力が細胞増殖シグナルに重要な分子であるAktのリン酸化を阻害し強い増殖抑制効果をもつことをin vitroのみならず、in vivo(マウスへのヒト肝癌腫瘍移植モデル)にても腹腔内注射にて証明した(論文投稿準備中)。今成20年度は実際のヒトへの応用のために、経口投与が効果があるのか、その量はどのくらいかをマウスのヒト肝癌腫瘍移植モデルを用い検討した。3"メチル化カテキン投与量を振り分け経ロゾンデを用いて連日投与した。その結果、10mg/Kgの投与投与良にて有意に非メチル化カテキン投与群にくらべ差があった。緑茶から抽出する非メチル化カテキンは消化管よりの吸収能率は大変悪い。その原因のひとつに、すでに消化管内で胃酸などの強い酸性液への接触してしまうことが考えられる。また、非メチル化カテキンは通常、メチル化、スルホン化など何らかの修飾をされると抗酸化作用は消失してしまう。カテキンは肝臓を一周通過するだけで様々な修飾をうけるため吸収後も即座に抗酸化力は消失する。しかしながら、カテキン環の3"の部位がメチル化されたカテキンは逆に、非メチル化カテキンより強い抗酸化力を示すことが報告されている。べにふうき茶は最近、栽培量も増加しつつあるお茶であるが、これからは高率に3"の部のメチル化カテキンが抽出できる。

今期の研究において体重60kgの成人であれば一日、600mgの3"メチル化カテキンの内服で抗酸化効果、ひいては抗腫瘍効果も期待できると考えられる。カテキン540mg含有のお茶の飲料品があることを考えるとその副作用はかなり少ないと考えられる。今期の研究成果はメチル化カテキン含有抗癌剤の発明につながる大きな成果と考えられる(PCT国際特許申請中)。#1メチル化カテキンのメカニズムのさらなる検討。これまで、メチル化カテキンの添加において細胞の抗酸化、ひいてはPI3K-Aktの不活性化をAktのリン酸化にてみてきた。方法;本年度は、それを確信するためにHuh7細胞株にAktをT遺伝子導入して過剰発現させ、この細胞がメチル化カテキンで増殖抑制がかからないかどうかを検討した。結果;Akt過剰発現細胞群ではメチル化カテキンで増殖抑制がかからないことが(Glarrstをおこさない)ことがFlow cytometryでの検討でみられた。結論;メチル化カテキンとAktとの関連を確信させるデータがえられた。#2人への臨床研究への移行昨年度の腫瘍移植マウスに対する、経口投与に対する効果の実験において7.5mg/Kgで腫瘍縮小効果が得られることがわかった。今年度はそれを人への臨床研究への移行できるような薬剤の作製をおこなった。方法;製薬会社、食品会社、試薬会社等に大學が広報できるいつかのイベントで発表した。企業への直接の問い合わせを当大学の知的財産本部からしていただいた。結果;ひとつの飲料会社が同様にメチル化カテキン高濃度(20%)含有べにふうき茶抽出パウダーを開発していた。またそれを、無料で条件なしで供与していただけるようになった。それを、カプセル化して一日500mgのメチル化カテキンを(250mgのカプセル、10錠を一日)のんでいただく準備を終了した(3人分30日)。
線虫の中枢系嗅覚順応を担う神経回路機能の解明と匂い情報の処理過程の可視化

神経回路を介して成立する中枢系嗅覚順応について、線虫を用いた独自の系によって解析を行った。中枢系順応を担う神経回路の同定を行い、順応に関わる介在神経が順応成立前後で活性を変化させることを見出した。さらに、順応に必須の働きをするRasタンパク質の活性をin vivoイメージングできる系を確立し、Rasの活性ダイナミクスについて詳細な観察と制御メカニズムの解明を行った。また、匂いシグナルがインプットされる仕組みを明らかにするために、匂いと受容体との対応関係について網羅的に調べた。その結果を発展させ、同一の匂いでも濃度によって、反応する嗅覚神経だけでなく、反応する受容体も変化することを見出した。線虫の中枢系嗅覚順応について、本年度は以下のような成果を得ることができた。・網羅的RNAi法を用いた匂いシグナルのインプットの仕組みの解明RNAi法を用いて、嗅覚レセプター遺伝子の網羅的機能阻害を行い、機能阻害株の匂い物質へ化学走性を調べるスクリーニングを4次まで終了した。これまでに得られた候補遺伝子に加え、srx-47が高濃度ジアセチルの受容に関与している可能性が明らかとなった。さらに、得られた候補遺伝子について、網羅的に発現解析プラスミドの作製を行った。・in vivoライブイメージングによるRas-MAPK経路の活性の時空間的制御本年度は嗅覚神経におけるRasの活性化、不活性化メカニズムについて詳細な解析を行った。まずRasの活性化因子GEFに注目した解析を行い、嗅覚神経ではRas-GRPであるRGEF-1が機能していることを明らかにした。陰門形成など、これまでにRasが関与することがわかっていた細胞では、Ras活性化因子としてSOS-1が使われていることが多い。このことから、嗅覚神経でのRasの素早い活性化は、GEFの種類を使い分けることによって行われている可能性が考えられる。さらに、Rasは数秒で活性化したのち、匂い刺激が持続していても数秒で不活性化することがわかった。Rasの下流にあるMAPKの変異体では、Rasの活性化が有意に持続することから、Rasの素早い不活性化には下流からのネガティブフィードバック機構が重要な働きをしていることが示唆された。・中枢系順応に関わる新規分子の探索および機能の解析フェロモンシグナルによって発現が制御される神経ペプチドSNET-1と、その分解に関わるネプリライシンが中枢系順応に必須の働きをすることを突き止め、学術誌に報告した。1.網羅的RNAi法を用いた匂いシグナルのインプットの仕組みの解明RNAi法を用いたスクリーニングにより嗅覚受容体候補遺伝子として得られたもののうち、13個について発現神経の同定を行った。その結果、ほとんどの候補遺伝子は、嗅覚に関与する感覚神経に発現していることが分かった。srd-17はイソアミルアルコールの受容に関与している可能性があるものとして得られた遺伝子であるが、srd-17はAWC嗅覚神経(イソアミルアルコールを受容する)に発現が観察された。よって、SRD-17がイソアミルアルコールの受容体として機能している可能性が示唆された。また、srd-17は高濃度ジアセチルからの忌避に関わるものとして得られた遺伝子である。sri-14はAWC、ASH感覚神経に発現が観察された。神経特異的なsri-14のRNAiを行ったところ、ASH特異的なsri-14の機能阻害により高濃度ジアセチルからの忌避行動が阻害されることがわかった。従って、SRI-14はASH感覚神経において高濃度ジアセチルの受容体として働いている可能性が示唆される。また、濃度によって匂いシグナルのインプットの仕組みが変化することを明らかにし、学術誌Nature Communicationsに報告した(東京大学との共同研究)。2.in vivoライブイメージングによるRas-MAPK経路の活性の時空間的制御本年度は特に嗅覚神経におけるRasの活性が嗅覚系をどのように制御しているかについて解析を行った。その結果、Rasの恒常活性化型変異体let-60(gf)では、嗅覚神経の下流にある介在神経の活性化が見られないことが分かった。一方、Rasの機能低下型変異体let-60(lf)では、介在神経の活性が不安定になることが観察された。よって、Rasシグナルは介在神経の活性を制御していることが示唆された。1.中枢系嗅覚順応を制御する神経回路の同定:嗅覚順応に重要であることが示されたAIY、AIA神経について、順応成立前後で神経活性に変化が見られるかをカルシウムイメージングで調べた。その結果、AIY、AIA神経は通常の匂い刺激に対して活性化するが、順応成立後は活性化が有意に抑えられることが観察された。

順応成立によって匂いシグナルの伝達経路が変化し、結果として行動変化が引き起こされることが示唆された。2.網羅的RNAi法を用いた匂いシグナルのインプットの仕組みの解明:高濃度ジアセチルの受容体候補SRI-14が、嗅覚受容体として働いていることを示すために、本来sri-14が発現していない感覚神経に異所的に発現させた。すると、その感覚神経が高濃度ジアセチルに有意に強く応答するようになることが観察された。低濃度ジアセチルに対する応答には変化がなかった。これらの結果は、SRI-14が高濃度に限定したジアセチル受容体として機能するという結論を補完するものである。3.in vivoライブイメージングによるRas-MAPK経路の活性の時空間的制御:Rasタンパク質の瞬時の活性変化が、嗅覚応答にとってどのような意味を持つのかを明らかにするために、Ras-MAPK経路の下流で働く因子の探索を行った。得られた候補因子については、AWC嗅覚神経特異的にRNAiを行って嗅覚応答への影響を調べた。その結果、陰イオンチャネルを含む複数の因子がAWC嗅覚神経で重要な機能をしていることが見出された。4.中枢系順応に関わる新規分子の探索および機能の解析:中枢系順応に関わる新規分子の探索を行ったところ、翻訳制御因子、IP3経路の因子、mTOR経路の因子が候補として得られてきた。これらの候補の変異体は中枢系順応に著しい欠陥を示したことから、順応を制御する重要な因子として働くことが示唆される。1.中枢系嗅覚順応を制御する神経回路の同定嗅覚神経から直接シナプス入力を受ける介在神経のうち、AIY、AIA神経が順応に重要であり、AIZ、AIB神経は関与していないことを明らかにした。2.網羅的RNAi法を用いた匂いシグナルのインプットの仕組みの解明高濃度ジアセチルの受容体候補として得られたsri-14について重点的に解析を行った。sri-14がどの嗅覚神経で機能するかを明らかにするために、sri-14cDNAを作製し、sri-14変異体の嗅覚神経に特異的に発現させて機能回復実験を行った。その結果SRI-14はASH神経で働いていることがわかった。そこで、野生型とsri-14変異体のASH神経のジアセチルに対する応答をイメージングにより観察した。観察のために、カルシウム濃度のインジケーターをASHに発現させ、蛍光変化を微細に捉えることが可能なカメラを搭載したイメージングシステムを用いた。イメージング実験の結果、ASHが高濃度ジアセチルにのみ反応し、低濃度ジアセチルには反応しないこと、sri-14変異体ではASHがジアセチルに反応しないことを見出した。また既知のジアセチル受容体odr-10の変異体では、AWA嗅覚神経の低濃度ジアセチルへの反応が全く無くなり、ASHの高濃度ジアセチルへの反応は正常であることがわかった。これらの結果は、匂いの濃度によって嗅覚受容体が使い分けられていることを示唆している。3.in vivoライブイメージングによるRas-MAPK経路の活性の時空間的制御
街路沿道施設の景観評価を目的としたCG動画の呈示方法に関する研究

本研究では,景観評価における呈示手法としてのCGアニメーションの設計方法検討を目的として,以下のように,歩行者デッキを対象として、景観呈示時の移動方法が空間把握および心象評価に与える影響を分析した。1.空間把握に関する分析CG画像の呈示における視点移動が、評価対象空間の把握正確性に与える影響を分析した。具体的には,歩行者デッキの高さを変化させた3種の設計案を作成し、それぞれについて頭蓋移動、接近移動、パンニングと注視点移動を組み合わせた視点移動タイプ18種類、さらに1秒15コマのハーフアニメーション,1秒5コマのコマ落とし動画,1秒1.5コマの静止画連続像呈示の動画精度3種類について,CG動画を作成した。これらから任意の2種を被験者に呈示して、構造物の形状変化の認識と,自視点位置の認識をアンケートによって調査し、その正確性と視点移動方法の関係を分析した。この結果,注視点が主対象に対して移動しないタイプ,動画精度の高い呈示方法が優れていることが明らかになった。2.景観評価意識の分析同様の視点移動タイプのCGプレゼンテーションの各々に対して,プレゼンテーションの印象,わかりやすさ,などの心象的評価を調査し,計量心理手法を用いて視点移動タイプやコマ割りの変化が与える影響を分析した。これによっては注視点が主対象に対して移動せず,移動経路が単純な移動タイプ,動画精度の高い呈示方法が優れていることが明らかになった。
ヒトの指先の触知覚に方向性があるのはなぜか?その機構の解明

本研究では,ヒト指先の「つるつる・ざらざら」という触感覚認識機構を解明することを目指している.これまでに,10 μm程度のステップ状の微小段差刺激をヒト指先に呈示し,その知覚能力を測定してきた.本研究では,微小段差を呈示しながらそのとき指先にかかる力を計測する装置を開発した.実験では,30 mm/sの速度で往復運動する20 μm,50 μm,100 μmの段差を指先で知覚するときの力を測定した.今後は得られたデータの解析方法について検討する.10μm程度のステップ状の微小段差刺激をヒトが指先で触って知覚するとき,その知覚能力に方向性があることが先行研究で明らかになった.指先を横に動かすよりも指の長手方向に動かすほうが微小な刺激を弁別しやすかった.本研究では,このようにヒトの指先の触知覚に方向性があるのはなぜか?その機構を解明することを目的とする.そこで,ヒトが微小段差刺激を知覚するとき,触運動の方向により指先の変形の仕方が異なる点に着目し,微小段差弁別時の指先に作用する力を計測して,触運動の方向や速度と,微小段差が指先に与える力の関係を明らかにすることにした.まず,微小段差弁別時の力を計測可能な微小段差呈示装置を開発した.ステンレス製板を突き合わせたステップ状の数μmの微小な段差を試料とし,試料の刺激強度,呈示速度,呈示方向,呈示温度の4つのパラメータをそれぞれ制御して,被験者に呈示し,このときのステンレス製板に加えられた指の押し付け力や,触運動時に微小段差が指に与える力などを計測する微小段差呈示装置を開発した.つぎに,ヒトが微小段差を弁別するときの指先力を測定した.ヒトが微小段差を弁別するとき,微小段差に加えられた指の押し付け力や,触運動時に微小段差が指に与える力などを計測した.実験では,往復運動する段差を右手示指の指腹部で知覚するときの力を測定した.このときの段差量は20,50,100μm,段差の移動速度は30mm/sとした.段差が指腹部の中央を通過したときのせん断方向の力に注目したが,段差量が20μmと50μmのときでは明確な違いは見られなかった.押し付け力に注目すると,段差量が100μmのとき,指先が高い段を触っているときと低い段を触っているときを比較すると,力の最大値に約15gfの差があった.100μm程度の段差では,この違いが段差判別に影響を与える可能性があることがわかった.本研究では,ヒト指先の「つるつる・ざらざら」という触感覚認識機構を解明することを目指している.これまでに,10 μm程度のステップ状の微小段差刺激をヒト指先に呈示し,その知覚能力を測定してきた.本研究では,微小段差を呈示しながらそのとき指先にかかる力を計測する装置を開発した.実験では,30 mm/sの速度で往復運動する20 μm,50 μm,100 μmの段差を指先で知覚するときの力を測定した.今後は得られたデータの解析方法について検討する.10μm程度のステップ状の微小段差刺激をヒトが指先で触って知覚するとき,その知覚能力に方向性があることが先行研究で明らかになった.指先を横に動かすよりも指の長手方向に動かすほうが微小な刺激を弁別しやすかった.本研究では,このようにヒトの指先の触知覚に方向性があるのはなぜか?その機構を解明することを目指している.そこで,ヒトが微小段差刺激を知覚するとき,触運動の方向により指先の変形の仕方が異なる点に着目し,微小段差弁別時の指先に作用する力を計測して,触運動の方向や速度と,微小段差が指先に与える力の関係を明らかにする.本年度の研究実績を以下にまとめる.1.微小段差弁別時の力を計測可能な微小段差呈示装置を設計・開発した.ステンレス製板を突き合わせたステップ状の数μmの微小な段差を試料とし,試料の刺激強度,呈示速度,呈示方向,呈示温度の4つのパラメータをそれぞれ制御して,被験者に呈示することができて,さらに,このときのステンレス製板に加えられた指の押し付け力や,触運動時に微小段差が指に与える力などを計測可能な微小段差呈示装置を設計・開発した.装置では,力を計測するために6軸力覚センサを用いた.また,呈示試料の刺激強度,呈示速度,呈示方向の3つのパラメータをコンピュータにより制御可能とするため,楔形Zステージ,Xテーブル,回転テーブルなどを用いた.2.開発した力計測可能な微小段差呈示装置の基本性能を評価した.ヒトが微小段差を弁別するとき,微小段差に加えられた指の押し付け力や,触運動時に微小段差が指に与える力などを計測可能であることを確認した.微小段差弁別時の力を計測可能な微小段差呈示装置を設計・開発した.装置では,ステンレス製板を突き合わせたステップ状の数μmの微小な段差を試料とし,試料の刺激強度,呈示速度,呈示方向,呈示温度の4つのパラメータをそれぞれ制御して,被験者に呈示できるようにした.さらに,ステンレス製板に加えられた指の押し付け力や,触運動時に微小段差が指に与える力などを計測可能な装置とした.本年度,実験装置を開発できたことから,研究はおおむね順調に進展しているといえる.

触運動の方向や速度により指先の変形の仕方が異なる点に着目して,微小段差弁別時に指先に加わる力を計測する.心理物理実験では,指と刺激との相対的な運動に対して,段差刺激の強度,移動速度および移動方向の三つのパラメータを制御し,またそのとき指に加わる力を計測して,触運動の方向,速度および指先に加わる力が触感覚認識機構に及ぼす影響を定量的に明らかにする.実験においては,被験者の指に対する段差刺激の移動方向をコンピュータ制御により縦,横,斜めなどの任意の方向に設定して,段差刺激の呈示方向を制御したときの弁別閾と主観的等価値を求める.これにより,触運動に伴う指先の変形と触覚の認識能力との関係を定量的に評価して,触知覚の方向性のメカニズムの解明を目指す.日本機械学会,バイオメカニズム学会などの各学会の学術講演会,国際会議において,研究発表・調査を行う予定であり,研究費をその参加費や旅費などに充てる.また,心理物理実験の被験者への謝金などにも充てる.さらに,必要に応じて装置の改良費などにも充てる.