体内で食物から生ずる抗炎症物質 　近年、食に関する関心が高まり、日常的に摂取される食品についても、健康を維持し、病気を予防するうえで大切な役割があることが広く意識されるようになった。食物成分の生理的な効果については、不明確なものが少なからずあるが、今回Nature誌に掲載された2つの論文は、馴染みの深い食物成分が、生体内で別の物質へと変換され、抗炎症作用を示すメカニズムについて報告している。 　オーストラリアのガーヴァン医学研究所を中心とした研究チームは、酢酸などの短鎖脂肪酸が結合するGPR43という受容体を遺伝的に欠損したマウスを用いて、実験的に誘発した炎症への反応を解析した1）。短鎖脂肪酸は体内で腸内微生物が食物繊維から生成するが、炎症性の疾患を抑えている可能性が示唆されてきた。今回、研究チームは、GPR43欠損マウスに大腸炎を誘発すると、野生型のマウスに比べ、炎症反応が悪化し、かつ長引くことを見出した。また大腸炎を誘発した野生型のマウスに、短鎖脂肪酸のひとつである酢酸を飲ませると、炎症反応を抑制する効果があったのに対し、GPR43欠損マウスではそのような効果は認められなかった。このような現象は、関節炎や、気管支炎のモデルでも認められた。一方、腸内微生物を持たない無菌マウスでは炎症が悪化する。このような結果から、食物繊維から腸内微生物により生ずる短鎖脂肪酸が、GPR43を介して、炎症反応の軽減に重要な役割を果たしている可能性が高い。 　一方、米国ハーバード大学を中心とした研究チームは、炎症の終結に関与するとされるレゾルビンD2（RvD2）の生成と立体化学構造、消炎の機構について報告している2）。この研究チームは、まず魚油などに含まれるDHA（ドコサヘキサエン酸）から、白血球が持つ酵素活性によりRvD2が合成されることを示し、同時にその立体構造を明らかにした。RvD2は、炎症の初期過程のモデルであるマウス白血球と血管内皮細胞との接着を低濃度で阻害し、接着に関与する分子の発現を抑制した。さらにマウスの敗血症のモデルでもRvD2の静脈内投与により、白血球の過剰な動員や炎症性サイトカインの産生を抑え、炎症反応が抑制された。このときマクロファージなどによる細菌の貪食作用は増加しており、免疫系全体が低下するわけではない。敗血症は致死率の高い疾患であるが、研究チームは、その治療法の開発に向けても新たな方向性を提供できる結果であると述べている。 　従来、一般には整腸作用などが重視されていた食物繊維や脳神経などへの作用で注目されていたDHAを基にして、体内で変換された物質が炎症の制御に関与することが、上記2件の発表では分子的な基盤をもって個体レベルで示されたことは注目される。これらは、健康維持に関わる食物の役割がこれまで考えられていた以上に大きいものかもしれないということを示唆している。 参　考 1）　Maslowski, K. M. et al. Nature 461, 1282-1286（29 October 2009）：Regulation of inflammatory responses by gutmicrobiota and chemoattractant receptor GPR43 2）　Matthew Spite, M. et al. Nature 461, 1287-1291（29 October 2009）：Resolvin D2 is a potent regulator of　leukocytes and controls microbial sepsis 無線LAN子機間の通信を可能にする新方式の発表 　2009年10月14日（米国現地時間）、無線LAN統一仕様の普及を目指す非営利団体Wi-Fi Allianceは、従来の無線LANの利用法を変える新たな無線LAN方式である「Wi-Fi Direct」を発表し、同時にこの認証プログラムについて発表した1）。「Wi-Fi Direct」は無線LAN子機モジュールを搭載した機器（無線LAN子機）同士の直接通信を可能にするサービスである。 　従来の無線LAN接続は親機（アクセスポイント）を置き、その親機を介して無線LAN子機間の通信を行い、また、外部のネットワークと通信を行う「インフラストラクチャモード」が採用されてきた。このほかに、「アドホックモード」と呼ばれる親機不要の無線LAN子機間での利用法もあった。しかし、「アドホックモード」は機器の選定に制限があり、無線LAN子機間通信は1対1の通信に限定され、また、面倒な機器設定を行う必要があった。 　今回発表された「Wi-Fi Direct」は従来よりも簡単な機器設定で、無線LAN子機間で相手を選ばずに、無線LANと同等の通信速度で直接通信を行うことができる。つまり、親機が無い環境であっても、PC・ディスプレイなどの周辺機器・携帯電話・ゲーム機などとの間でデータ転送ができ、複数の機器間でのグループ内通信が行えるようになる（図表）。 　Wi-Fi Allianceは2010年中頃に、アライアンスに属するメンバー企業向けに、この仕様に基づく無線モジュールの認証を開始する。この認証を受けた機器は、従来から使われている無線LAN子機との通信も可能になる。利用対象機器は一般家庭の電子機器から企業用途の機器までと広い。セキュリティとしては、WPA2 方式（Wi-Fi Protected Access 2）の暗号化通信を利用する。 　Wi-Fi無線LANは2.4GHzや5GHzの周波数を使い、これまでIEEE802.11シリーズ（a/b/g/nなど）で知られる通信規格に対応しており、いわゆるデファクト標準の無線LAN規格であると言える。無線LAN子機モジュールはノートPCのほぼすべてに搭載され、プリンタなどの周辺機器への搭載も普及途上にあり、携帯電話への搭載率も高まっている2）。 　これまで、機器間の通信を無線で行う方式はBluetoothやZigBeeなどがあり、より高速化したデータ通信の方式も発表されてきた3）が、今回の発表方式は、従来から世界中で利用されている無線モジュールを利用できる点で、この方式が広く普及するのではないかと注目されている。 参　考 1）　http://www.wi-fi.org/news_articles.php?f=media_news&news_id=909 2）　ソフトバンクモバイル（株）　ニュースリリース（2009年11月10日）：http://broadband.mb.softbank.jp/corporate/release/pdf/20091110_4j.pdf 3）　科学技術動向　No.100　2009年7月号 p.6 効率的な3次元フォトニック結晶作製技術の開発 　京都大学・野田進教授の研究グループは、高精度で従来よりスループットの高い3次元フォトニック結晶を作製する技術を開発したと2009年9月に発表した1）。 　3次元フォトニック結晶は光の空間的な伝播を制御することができ、発光素子と組み合わせて発光効率を向上させるなど、光デバイスに種々の機能を持たせることができる。3次元フォトニック結晶は、図表1に示すようにSiなどの光学材料に光の波長（〜1μm）と同程度の周期構造を空間的に持たせたものである。 　これまでは、2次元的な周期構造を作り込んだシートを、ナノメータレベルでの位置合わせを行いながら積層して、熱処理などにより貼り合わせる、という工程を必要な回数繰り返して作製していた。これに対し、今回発表された方法は、試料の表面に対して斜め方向に小孔を掘り進める反応性イオンエッチングを利用して、表面に対して45度のエッチングを、方向を変えて2回行うことで図表1と同等な構造を作製できた（図表2）。この方法では、2つの方向のエッチングを行うだけであるため、従来に比べて非常に生産性が高い。 　通常、反応性イオンエッチングでは、表面に対して垂直の方向にしかエッチングを行うことはできない。これはエッチングされる試料付近での電場が試料表面に対して垂直方向に変化するためである。野田教授のグループはエッチング表面の電場のシミュレーションなどで検討を進めた結果、試料の近くに傾いた壁を持つプレートを配置すると、エッチングイオンがサンプルに当たる方向を制御できることを見出し、試料表面に対して斜め方向へのエッチングが可能になった。得られたフォトニック結晶について反射／透過スペクトルの入射方向依存性を測定したところ、ほぼ理論どおりの値が得られた。また、この試料を用いて隣接する層からの発光を大きな強度比で抑制あるいは強調できることを確認した。 参　考 1）　S. Takahashi et al., “Direct creation of three-dimensional photonic crystals by a top-down approach” Nature Materials, Vol. 8, 721,（2009） 2）　京都大学プレスリリース：http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2009/090810_1.htm 太陽光発電によるトラック冷房システムの開発 　日本の貨物輸送の大半を担う営業用トラックは、全国で141万台余りに上り1）、その省エネルギー対策が温暖化防止の観点から喫緊の課題とされている。特に、周辺の大気環境保全や騒音防止の観点からも、納品待ちなどの停車中のアイドリングストップが望まれていた。アイドリングストップ時の運転室内環境向上を目的として、外部から給電し、冷暖房できるシステムはすでに開発されている2）。しかし、受電できる場所が制限されるという課題があった。 　三菱化学（株）は、太陽光発電によるトラック運転室内の冷房システムを開発し、試作車を公開した3）。この冷房システムは、薄膜太陽電池（出力900W）・蓄電池・室内冷房ユニットなどからなり、受電場所の制約を受けず、システムが稼動できる。アイドリングストップや走行中の負荷低減により、通常のトラックに比べ、軽油消費量を抑制し、CO2排出量を削減できる。試算によれば、10トントラック1台あたり年間460リットルの軽油消費を削減でき、日本国内の営業用トラック全車に適用すれば、年間165万トンのCO2を削減できるとしている。 　2009年8月より、試作車2台による実証試験が行われており（図表）、2010年2月にはシステム性能・燃費改善効果が検証される。2010年度は必要なシステム改善を行い、試験車両を増やして第2次実証試験を実施し、技術確立を目指す。 　今回の実証試験には、トラック走行への影響を抑え、車両の高さ制限に対応するため、実用可能な太陽電池として、軽量・薄膜アモルファスシリコン太陽電池と出力の高い薄膜結晶シリコン太陽電池を試験に供している。同社では今後、より薄膜・軽量化が可能で、自由な曲面設計ができ、製造コストが大幅に低減できる有機薄膜太陽電池の開発を進め、この冷房システムへの適用を目指すとしている。 　我が国が2020年までに1990年比で温室効果ガスを25％削減するためには、太陽光発電の一層の普及が求められる。この冷房システムをはじめ、例えば既存住宅に太陽電池を設置する場合、耐震安全性向上等の観点から、発電システムの軽量化が求められる。太陽電池モジュールのエネルギー変換効率向上と共に、システムの軽量化を進める研究開発も必要である。 参　考 1）　全日本トラック協会、「トラック輸送データ集2009」：http://www.jta.or.jp/coho/data-shu/data.html 2）　東京電力（株）プレスリリース：http://www.tepco.co.jp/cc/press/09060101-j.html 3）　三菱化学（株）プレスリリース：http://www.m-kagaku.co.jp/newsreleases/2009/20091022-1.html 遠くからでも識別可能な小型ビジュアルタグ 　現在、宅配便等の配送情報管理やカメラ付き携帯電話を入力デバイスとしたWebサービスでQRコードが広く利用されている。QRコード等の2次元バーコードの場合、画像認識に十分な解像度が必要なのでサイズを小さくして遠くから識別することは難しい。また、RFIDの場合にも、使用する電波強度の制約で遠くから識別することは難しく、さらに、電波に影響を及ぼす金属材料での使用には問題がある。2009年8月に米国マサチューセッツ工科大学のA. Mohanらのグループは遠くからでも識別が可能な新たな方式の小型ビジュアルタグを発表した1）。 　図表1（a）は通常のバーコードと中央の小型ビジュアルタグの表面にフォーカスを合わせて撮影した画像である。中心に配置された直径3mmの小型ビジュアルタグは小さな点にしか見えない。しかし、カメラのフォーカスを無限遠に設定すると、中心の小型ビジュアルタグは図表1（b）のように拡大された2次元バーコードが現れる。小型ビジュアルタグを実現している光学系の概略を図表2に示す。まず、LEDバックライトからの照射光は拡散板、2次元バーコードを透過しコリメートレンズに入射する。ここで透過光は平行光に変換され、フォーカスを無限遠に設定したカメラの撮像素子上で結像する。コリメートレンズとカメラのレンズが、光学顕微鏡の対物レンズと接眼レンズに相当する光学系を構成しているため、2次元バーコードは拡大撮影される。 　ビジュアルタグの光軸に対してカメラの光軸が約20°まで傾斜しても2次元バーコードを認識できるが、カメラの位置により認識される2次元バーコードの領域が変化する。バーコード内には位置情報が記録されているため、この情報からカメラの光軸を取得することで角度センサにもなる。バーコードやRFIDと異なり離れた位置からでも小型ビジュアルタグと利用者との相対位置情報が取得できる。また、データ読み取りに専用リーダーを必要としないので、カメラ付き携帯端末等を用いたナビゲーションシステムなどへの応用が検討されている。なお、長時間使用ではバックライト用のバッテリーが問題となるが、この問題を回避するためにレトロリフレクタの利用が検討されている。 参　考 1）　Mohan, A., et al., Bokode：Imperceptible Visual tags for Camera-based Interaction from a Distance. ACM Trans. Graph. 28, 3, 2009.©2009 ACM, Inc. http://doi.acm.org/10.1145/1531326.1531404 複雑な手の動作を反映するマルチタッチマウス 　2009年10月に英国マイクロソフトリサーチ社ケンブリッジ研究所のN. Villar らのグループは複数の新しいマルチタッチマウスのデザインと操作性評価に関する発表を行った1）。 　1968年に D. Engelbartらが発表したマウスの機能は、1993年のG. Venoliaによるホイールの導入を除いて40年間基本的な変化はない。しかし、従来のマウスでは入力できる動作の自由度が不足しているため、複雑な手の運動を正確に反映することができない。例えば、3D CADや3D CGモデラーの、回転、拡大・縮小、平行移動といった基本操作でも、それぞれ入力モードを切り替えなければならない。そこで、PCの3次元表示などの進展に合わせて、より感覚的なPC操作を目指すマルチタッチマウスが盛んに研究開発されるようになった2）。 　図表（a）には赤外画像を利用したマルチタッチマウスとその操作例を示す。マウス内部の赤外LEDが半球状のカバーを照らしており、指が接触した場合に反射輝度分布が変化することを利用して指の状態を認識する。マウスの内部にある半球状の反射鏡をカメラで撮影することで図表（c）のような赤外画像が得られる。この画像の幾何歪みと輝度を補正して図表（d）の補正画像を生成し、さらに2値化することで図表（e）のようにマウスに接触している5本指の状態が認識できる。なお、台座の部分は通常の1ボタンマウスと同じ構造で平行移動とクリックは検出でき、指の動作が付加的な情報としてアプリケーションに入力される。結果として多自由度入力が可能となり、モードレス操作が可能となる。 　このマウスでは、指の触れる領域は半球で掴みやすく、曲率も一定であるため、指をスムーズに動かすことができ、回転、拡大・縮小、平行移動の操作を直感的に行うことができる。例えば、ダイヤルを回すように5本の指を動かせば直感的な回転操作が可能となる。また、マウスに接触している指を下から上に移動させ指の間隔を狭める動作が縮小操作に対応し、反対に、指を下げて間隔を拡げる動作が拡大操作に対応する。ただし、指の認識には赤外画像を用いるため太陽光等の赤外成分の含まれる照明環境下では、認識精度を改善する必要がある。 　3D CADや3D CGのモデラーではカメラ位置と向き、画角などを頻繁に変更することが多く、アイコン選択やキー入力によるモード切り替えとマウスを併用することになるため、操作の習熟には時間がかかる。しかし、マルチタッチマウスでは、従来のマウスよりも多くの情報をモードレスで入力することができる。そのため、複雑な操作も短時間に習得でき、さらに、3D CAD等の設計作業における生産性改善も期待される。 参　考 1）　N. Villar et al., Mouse 2.0：Multi-touch Meets the Mouse, Proc. ACM UIST '09, pp. 33-42, Oct. 2009.©2009 ACM, Inc. http://doi.acm.org/10.1145/1622176.1622184 2）　http://www.apple.com/magicmouse/ 英国で大学の研究評価の新たな枠組み提案 　2009年9月、英国のイングランド高等教育助成会議（HEFCE：Higher Education Funding Council for England）は、英国のほかの3地域の助成機関と協力し、高等教育機関の研究レベルを評価する新たな枠組みであるREF（Research Excellence Framework）の第二次案を公表した。英国では、大学での研究評価に統一的枠組みを設け、各地域の高等教育助成機関が評価を行った上で基盤的研究費を傾斜配分している。2008年まではRAE（Research Assessment Exercise）を約5年おきに実施してきたが、2007年より本格的に新しい枠組みの検討を開始し、次の評価時期である2013年の導入を目指している。 　REFは、選択的資金配分・ベンチマーキング・投資効果の説明責任を評価目的として掲げている。具体的には、「アウトプットの質」「（経済・社会）インパクト」「研究環境」の三つの評価軸を設定し、全体評価における重み付けの基準を、アウトプット60％・インパクト25％・研究環境15％と提案している。 　新枠組みの特徴の一つは、アウトプットの質評価における計量書誌学データの利用である。従来通り専門家パネルのレビューを評価の中心とするが、医・理・工学分野では論文の被引用情報を参考にすることが提案されている。 　新枠組みのもう一つの特徴は、経済・社会インパクトの明示である。評価が、研究の卓越性への動機となるばかりでなく、経済や社会（公共政策、文化等を含む）へのインパクトをもたらす研究活動を促すものでもあるべきとの考えを反映し、インパクトの情報が一つの評価軸の下に明確化された。個別事例（ケーススタディ）と概観（インパクトステートメント）を記述する方式が提案され、併せて、これらの記述を支える指標候補として、企業など研究成果の利用者からの研究費収入や研究協力状況など、37の項目が挙げられている。 　新枠組みの検討の要点は、資金配分のみならず国際的ベンチマークとしての意味付け、費用および作業の負担軽減、評価の透明性向上等にある。このため、定量的データをできる限り利用する方針が掲げられ、特にアウトプットの質評価における計量書誌学的手法の導入が詳細に検討された。2007年11月には、医・理・工学分野における論文被引用情報に基づく評価を中心とした第一次案が示された。その後検討が進められ、ピアレビュー代替という当初案は見送られたものの、第二次案において論文被引用情報が専門家パネル評価の参考情報の形で取り込まれた。一方、インパクト評価については、定量的データによる評価は難しいとされ第二次案において記述方式が提案された。これについては、今後さらに適切な定量的・定性的指標も含めた検討が進められる予定である。 　英国では、2007年7月に貿易産業省の科学・イノベーション部門と教育・職業技能省の高等教育・技能部門が統合し、イノベーション・大学・職業技能省（DIUS）が発足した。さらに2009年6月には、DIUSとビジネス・企業・規制改革省との統合によりビジネス・イノベーション・技能省（BIS）が発足した。上記の高等教育評価の新枠組み検討は、この省庁統合の方向性と合致する形でも進んでいる。 参　考 　　Higher Education Funding Council for England, Research Excellence Framework：Second consultation on the assessment and funding of research 　　http://www.hefce.ac.uk/pubs/hefce/2009/09_38/09_38.pdf