hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音声から発話動作を推定する発話ロボットの構築と対話型発声訓練システムの提案

人間の発声器官である肺、気道、声帯、声道、鼻腔、舌とそれらを動かす為の筋肉などを全て機械系により再現し、自律的な発話動作によって音声を生成する発話ロボットを構築した。本発話ロボットが、音声の特徴から、その音声を生成するのに必要な口内の発話動作が再現できることを確認した。更に、聴覚障碍者や発話障碍者が、ロボットの見本となる構音動作や口内の動きを見ながら、対話的に発話訓練をおこなうシステムを構築し、実証実験によりその有効性を確認した。本研究では、人間の発声器官である肺、気道、声帯、声道、鼻腔、舌とそれらを動かす為の筋肉などを全て機械系により再現し、自律的な発話動作によって音声を生成する発話ロボットを構築した。エアーポンプから送られる空気流が人工声帯を振動させる事で、音源波が生成される。発話ロボットは、共鳴管の声道断面形状を9個のモータにより変形させ、任意の共鳴特性を付加することによって音声を生成する。声道物理モデルの制御パラメータと、生成される音響パラメータとの対応付けを、聴覚フィードバックによる自律学習によって適応的に獲得させることにより、人間と同様な発話動作を再現することを可能とした。日本語5母音の発話手法を獲得するための学習に、自己組織化ニューラルネットワークとその強化学習を応用した。これは、入力層、競合層、中間層と出力層の4層から構成され、各層間は重み係数を持つ結線により全結合している。入力層から競合層を自己組織化学習により、また競合層から出力層を誤差逆伝搬法による3層パーセプトロン学習を用いて、音声特徴量とモータ制御量との対応付けをおこなった。本ロボットにより、音声の特徴から、その音声を生成するのに必要な口内の発話動作が再現できることが確認できた。聴覚障碍者や発話障碍者が、見本となる構音動作や口内の動きを見ながら、対話的に発話訓練をすることができるシステムの構築をおこなった。ここではまず、男性2名、女性1名の計3名の聴覚障碍者に日本語5母音を発音してもらい、SOM上へマッピングを試みた。実験の結果、障碍者音声は「い」「お」の4音素で、健常者音声の特徴点とは違うところにマッピングされた。聴覚障碍者が発話訓練を行う際、ロボットの発話動作と特徴マップを視覚的に確認しながら対話的に発話をおこない、発声した音の特徴を健常者の領域に近づけていくことで、発話訓練装置に利用できることを実証した。これまでに構築した発話ロボットにより、音声の特徴から、その音声を生成するのに必要な口内の発話動作が再現できることボ確認できた。本年度は特に、聴覚障碍者や発話障碍者が、見本となる構音動作や口内の動きを見ながら、対話的に発話訓練をすることができるシステムの構築を進めた。香川県立聾学校の協力を得て、高等部7名、中等部10名の聴覚障碍を持つ生徒に、発話訓練実験をおこなった。発話訓練は、ロボットによる発話動作再現を利用するハードウェア訓練と、音声特徴マップを用いて目標音声との音響的距離を提示するソフトウェア訓練から構成される。ハードウェア訓練はまず、ロボットが聴覚障碍者に目標となる声道形状を提示する。訓練者は、ロボットの声道形状を参照しながら、目的音声の発話をおこなう。ロボットは、訓練者が発声した音声から、その音声を発声するための声道形状を推定し、目標形状と対比しながら提示する。訓練者は、ロボットの声道形状と自身の口内形状の違う部分を自ら意識しながら、再度発声する。以上を繰り返しながら、目標の声道形状と、訓練者の口内形状が近くなるまで対話的に訓練をおこなう。音声特徴マップを用いたソフトウェア訓練においては、発話者が発声した音声が、その音響特徴を基にマップ上にマッピングされる。これを用いて、聴覚障碍者が音声を発声した際に表示される特徴点と、目標音声の領域との距離が短くなるよう発話を繰り返すことにより、明瞭な音声の発話が獲得されることになる。ロボットによる発話訓練の結果、13名が良好に発話動作を獲得できた。また、これまでの言語聴覚士との訓練に比べ、口内形状の違いが目で確認できるのでわかりやすいという高い評価を得られ、本ロボットシステムが発話訓練装置に利用できることが実証できた。今後、更に発話訓練実験を続けながらシステム構築を進め、実用化につなげていく。これまでに構築した発話ロボットにより、音声の特徴から、その音声を生成するのに必要な口内の発話動作が再現できることを示してきた。最終年度は、聴覚障碍者や発話障碍者が、見本となる構音動作や口内の動きを見ながら、対話的に発話訓練をおこなうシステムを総合的に評価しながら、これまでの問題点の改良をおこなった。

まず音素と発話動作の対応付けに、自己組織化マップ(SOM)を用いたニューラルネットワーク学習を用いていたが、2次元SOMにおいては音素間の遷移を充分に再現出来ない場合が見られた。そこで音素マップを3次元空間に拡張した3次元SOMを提案し、発話ロボットの音響学習に応用した。その結果、音素の分離度が向上し、音声から発話動作への推定も良好に行えることが確認できた。また、ロボットの声道形状と訓練者の口内形状との対応が解りにくいという指摘には、これを図によって説明して訓練者が充分に理解できた上で、実験をおこなうこととした。香川県立聾学校の協力を得て、高等部8名、中等部10名の聴覚障碍を持つ生徒に、発話訓練実験をおこなった。ロボットはまず、訓練者が発声した音声から、その音声を発声するための声道形状を推定し、目標形状と対比しながら提示する。訓練者は、ロボットの声道形状と自身の口内形状の違う部分を自ら意識しながら、再度発声する。以上を繰り返しながち、目標の声道形状と、訓練者の口内形状が近くなるまで対話的に訓練をおこなった。その結果、15名が良好に発話動作を獲得でき、本ロボットシステムが発話訓練装置に利用できることが実証できた。今後、更に発話訓練実験を続けながらシステム構築を進め、対話型発話訓練装置の実用化につなげていく。
GaAs への希薄窒素デルタドーピングと高効率面放出型光子源の開発

半導体中に制御して添加した希薄な不純物は固有の電子状態を通じて不均一エネルギー広がりのない究極の量子ドットとして利用できる。このような量子ドットは励起子と光の相互作用を利用したデバイス応用に期待されている。本研究ではGaAsへの窒素のδドーピング技術を開発し、窒素ペアに束縛された励起子の微細構造を明らかにした。また、高効率面放出型光子源のデバイス構造を明らかにした。単一光子や量子もつれ光子対は量子通信のエンジンともいわれるほど重要な資源である。現在では自己形成量子ドットなどに励起子を局所空間に閉じ込めることによって理想的な2準位系を作り、光子やスピンにかかわる新しい物性を発現させることが可能になってきている。本研究ではわれわれが開発したGaAsへの窒素のデルタドーピング技術を利用して2次元配列された窒素束縛励起子を作製し、0.85μm光通信バンドで動作する光子源の開発を目指す。また、マイクロキャビティと融合させて輻射性能を連続的に制御する技術を開発し、高効率な面放出型光子源の実現を目指した。具体的にはまず、デバイス性能の制御が可能な面放出光子デバイスの実現を目指して、エピタキシャル成長過程を駆使して励起子の配列ナノ構造を作製した。平成23年度にはエピタキシャル結晶成長技術によって精密に制御した窒素原子のオーダリングを利用してGaAs中に配列した窒素ペアを作製し、これら制御された窒素ペアに局在する励起子ナノ構造の局所光応答の基礎物性と外場による制御性を明らかにした。平成24年度は窒素ペアの配列構造をマイクロキャビティに閉じ込め、光学基礎特性を詳細に調べた。実験に先立って理論的な予測を行ったところ、キャビティによる光閉じ込めによって励起子-光結合速度の制御が可能であり、高効率な光子放出を実現できることが明らかになった。一方、キャビティ内窒素ペア濃度に依存した励起子とキャビティフォトンのスケーラブルな相互作用を実現するには窒素ペア濃度の精密な制御と輻射特性の解明が不可欠である。本研究では単一窒素ペアからの選択的な発光計測に成功するとともに、局在励起子特性を示す高濃度窒素ペア密度の上限(スケーラビリティーの上限)を明らかにすることができた。現在では自己形成量子ドットなどに励起子を局所空間に閉じ込めることによって理想的な2準位系を作り、光子やスピンにかかわる新しい物性を発現させることが可能である。半導体中の不純物に束縛された励起子のエネルギー状態は不純物固有であり、振動子強度は励起子の数に比例する。また、励起子-キャビティ結合速度が振動子強度の平方根に比例することから、励起子数によってこれまで不可能であった輻射性能の制御が可能になる。また、マイクロキャビティと融合させて輻射性能を連続的に制御する技術を開発し、高速動作する高効率な面放出型光子源を実現を目指している。平成23年度は、分子線エピタキシー結晶成長技術を駆使してGaAs(001)α表面にプラズマセルで生成した原子状窒素を吸着させる。窒素添加表面の(3x3)原子オーダリングを利用した高品質で高均一な窒素デルタドーピングを実現を目指した。配列した不純物を用いた新しいコンセプトの量子ドットとしてふるまう配列励起子ナノ構造を作製し、励起子微細構造偏光分離特性基礎光物性を明らかにした。励起子微細構造を制御するために、不純物に加わる結晶場の制御や電場・磁場による交換相互作用の精密制御を実施したところ、均一幅が70マイクロeVであることが明らかになった。この均一幅は観測する窒素ペア数にほとんど依存せず、発光中心のバラツキによる不均一幅が均一幅より小さいことを突き止めた。この成果は、本研究で主題とするスケーリングが実現できることを示している。本研究では、振動子強度を窒素ペアの"数"で制御するところが独創的で新しい。窒素ペア数を1600個まで変えた試料について均一幅を調べたところ、70マイクロeVであることが明らかになった。発光中心のバラツキによる均一幅は実に15マイクロeVであり、観測する窒素ペア数にほとんど依存せず、不均一幅が均一幅より小さくなることを実証できた。この成果は、本研究で主題とするスケーリングが実現できることを示しており、最も要になる技術を確立できた。本研究で、窒素濃度を変化させて実験していたところ、非常に高い窒素濃度で、窒素間の電子状態の結合効果を明瞭に観測することに成功した。これは当初予期していなかった効果で、デルタ関数的な窒素ペアの電子状態がバンド構造を形成することを示唆しており、来年度のキャビティ効果におけるバンド形成の影響を明らかにすることを新しい発展的な探索に加えたい。

平成23年度に得られた成果をもとにして、平成24年度はAlAs/GaAsDBR構造によりQ値を10000程度まで制御したキャビティ構造を作製して、窒素ペアの高均一な電子状態とキャビティフォトンの結合に関わる基礎科学を明らかにし、マイクロキャビティの作製と光子放出特性の詳細な評価を実施する。・さまざまなQ値のキャビティ構造を作製し、励起子-キャビティ結合速度のスケーラビリティーをラビ分裂幅や輻射緩和時間の変化を通じて観測する。・輻射性能の変化を蛍光寿命測定で明らかにする。・研究協力者が有する中性粒子ビームを利用したナノスケールエッチング技術により、サブマイクロメートル径のDBRマイクロポストキャビティを作製する。・ドットからの光子は波数選択則が無いのでキャビティモードと結合させることで指向性指向性のある光子放出を実証する。平成24年度は最終年度であるので、設備備品は購入しない。試料作製の消耗品である、高純度金属、PBNルツボ、真空部品、洗浄用薬品などの消耗品を購入する。また、光学評価に必要になる、レンズやミラーなどの光学部品や温度を変えた実験では不可欠な冷媒(液体窒素や液体ヘリウム)を購入する予定である。
CAM植物における気孔開閉情報伝達機構の解明

気孔の開閉は高等植物の光合成と水循環を制御する重要な機構である。CAM植物の気孔はその他の植物と正反対の挙動を示す(夜開き昼間閉じる)が、気孔開閉情報に関する解析は皆無である。本研究では新しい気孔開閉測定装置の試作とその応用および分子生物学的手法の導入によって、CAM植物等における気孔開閉情報伝達機構を明らかにすべく以下の実験を行った。(1)磁場型質量分析装置(Prima600)の試料ガス導入部を改造し、単離表皮の気孔開閉を測定するための装置の試作を開始した。本装置はプロセス用に開発されたため、実験室で研究用に用いるにはかなりの改造を要することが判った。ほぼ改造は完了した。(2)ベンケイソウの表皮を単離し、超音波処理によってどの程度孔辺細胞以外の表皮細胞を壊し、付着している葉肉細胞を除けるかの検討を行った。(3)非接触で葉温を測定する事により気孔開閉の解析を行い、気孔開閉機能の異常な変異株の単離する手段として、赤外線温度解析装置をもちいて非接触でアラビドプシスの葉温を測定する事を計画し、予備的実験として角形シャーレの寒天上で生育させたアラビドプシスの野生株20株について赤外線温度解析装置(サーモビュアーJTG-6100,日本電子)で温度分布を測定した。植物が生育しているシャーレを暗所に約20分放置した後、シャーレ全体の温度分布を測定した。さらに蛍光灯で光照射した後の温度分布の変化を測定した。その結果、植物葉の部分では気孔開口にによると思われる温度変化が観察され、一方、寒天部分ではそのような温度変化は観察されなかった。ほぼ改造は完了した。
唇顎口蓋裂の人類遺伝学的研究とくに多因子しきいモデルの検定と分離比分析

唇顎口蓋裂の発生は一般に多因子しきいモデルで説明されている。しかしわが国において多因子しきいモデルの予言にしたがって唇顎口蓋裂の家系調査の結果を検討したものはまったくみられない。そこで昭和35年7月から27年3ヵ月間に当教室において治療を行った唇顎口蓋裂患者1502名のうち607名から解答が得られ、これらから症候群および多発奇形を除いた591名の発端者について家系調査を資料とした多因子しきいモデルの検定を実施し、日本人における唇顎口蓋裂の遺伝率および再発危険率を求めた。またさらにこれら家系調査の結果に基づいて分離比分析を行って遺伝様式の検討を行った。その結果、唇顎口蓋裂および口蓋裂発端者の各種血族罹患率は多因子遺伝における各種血族罹患期待率に近似し、同胞の観察相対頻度は多因子遺伝における相対頻度予測値にはほぼ一致した。また唇顎口蓋裂の全血族における遺伝率は65.6±2.6%で、口蓋裂のそれは67.0±13.6%であった。分離比分析に先立ち各種核家族のパタ-ンを観察したところ、単一座位優性遺伝あるいは伴性遺伝についてはそれらを否定する家系図が多く認められたので、単一座位劣性遺伝について検定を行ったところ、両親が正常者である核家族のうち2以上子供を有する419家族を対象とした推定分離比分析は0.031±0.007で、その浸透度は0.125±0.026と極めて低く、単一座位劣性遺伝様式は適合しないと判定された。すなわち今回の分離比分析の結果によると、唇顎口蓋裂の遺伝様式を単独確認の弧発例のない常染色体劣性遺伝と仮定した場合の分離比分析の結果は実測分離比より常染色体優性、劣性遺伝とも仮説がたてがたく、劣性遺伝の検定では唇顎口蓋裂は単一座位常染色体劣性遺伝とは言えないことが統計的に明らかになった。また弧発例の発現に関する検定では、その84.6%が単一座位常染色体劣性遺伝以外の要因によって説明されることが示唆された。
新規ＮＦ－κＢ制御不全モデル「Ｔａｘ１ｂｐ１欠損マウス」を用いた眼自然免疫系解析

自然免疫系においてA20 (TNFAIP3)とTax1-binding protein 1 (TAX1BP1)は共役して転写因子NF-κBを制御し、炎症を負に制御する。A20の一塩基多型は多くの自己免疫疾患と関係することが知られているが、眼炎症との関係は不明である。我々はエンドトキシン誘発ぶどう膜炎モデルを用いた検討を行い、A20とTAX1BP1が眼炎症の制御に関与している可能性を示した。自然免疫系において、A20 (TNFAIP3)とTax1-binding protein 1 (TAX1BP1)は共役して転写因子NF-κBを制御し、炎症を負にコントロールする。A20の一塩基多型は全身性エリテマトーデスや関節リウマチなど多くのヒト自己免疫疾患と関係することが知られており、TAX1BP1欠損マウスはNF-κB過剰活性化により全身炎症が亢進する。我々はC3H/HeNマウスにエンドトキシン誘発ぶどう膜炎(EIU)を惹起し、眼炎症におけるA20発現の経時的変化を検討した。そして、TAX1BP1欠損マウスを用いて、TAX1BP1欠損が眼炎症に与える影響について検討した。その結果、A20の発現量はぶどう膜炎の病勢にあわせて増減しており、Toll-like receptorやNF-κBと同じく、EIU炎症の主座と考えられている毛様体に強く発現していた。TAX1BP1欠損マウスでは眼内および血清中の炎症性サイトカイン・ケモカインの発現が増加していた。以上から、A20やTAX1BP1が眼炎症の制御に関与している可能性が示唆された。今後、A20やTAX1BP1の遺伝子多型が眼炎症に与える影響について検討していきたい。Toll様受容体を介する自然免疫賦活化シグナルの伝達経路において、TAX1BP1はNF-κB過剰活性化と、それに伴う各種炎症病態を抑制する新規制御因子である。その共役因子であるA20の遺伝子多型は関節リウマチなどの自己免疫疾患、炎症性疾患に関連することが知られており、TAX1BP1の遺伝子型も炎症病態に影響を与える可能性が示唆されている。我々は、新規NF-κB制御不全モデル動物であるTAX1BP1欠損マウスを作出し、慢性的に全身性炎症反応が亢進していることと、エンドトキシン誘発ぶどう膜炎(EIU)が遷延化することを証明した。使用したTAX1BP1-KOマウスは129/Sv背景であった。EIUの臨床像は、生物種ごとに異なることが知られており、ラットでは前部ブドウ膜が強く一峰性の経過をたどるのに対し、マウスでは前房炎症は軽度で後眼部の炎症が強く二峰性の経過をたどる。マウスの系統毎でも臨床像が異なり、129/Svマウスの免疫反応は未熟な場合があるとされ、その結果はC57/BL6背景にbackcross後に再確認をすることが望ましい。今回我々は、C57/BL6およびLPS高感受性C3H/HeN背景に戻し交配を行い、C57/BL6背景は12世代目のTAX1BP1(+/+)、C3H/HeN背景は10世代目のTAX1BP1(+/-)マウスを得た。C57/BL6背景マウスを用いて、129/Sv背景マウスと同様にEIUが遷延化することを確認した。C3H/HeN背景マウスが12世代目まで進み次第、C57/BL6背景マウスと合わせて、詳細な眼病変の評価を行なう予定である。エンドトキシン誘発ぶどう膜炎(EIU)は、マウスの系統毎に臨床像が異なるため、129/Sv背景から、一般的にEIU評価に用いられているC57/BL6およびLPS高感受性C3H/HeN背景に戻し交配を行なった。TAX1BP1欠損マウスはNF-κB制御不全のため全身性に炎症反応が亢進しているため、出産効率が悪く、若年での突然死が多い。そのため通常の戻し交配より時間がかかり、現在C57/BL6背景は戻し交配が完了したが、C3H/HeN背景は10世代目のTAX1BP1(+/-)マウスが得られた状態である。C57/BL6背景での予備実験は終了しているため、C3H/HeN背景の戻し交配が完了次第、あわせて詳細な眼病変の評価を行なう予定である。C3H/HeN背景の戻し交配に時間を要したため、詳細なエンドトキシン誘発ぶどう膜炎(EIU)の評価は、次年度のC3H/HeN背景戻し交配完了後に、C57/BL6背景とともに行なう予定である。TAX1BP1-KOマウスにEIUを惹起し、眼内の遺伝子発現変化を網羅的に解析し、病理学的裏付けを伴う臨床所見評価を行うことで、眼自然免疫系におけるTAX1BP1の役割を解析する。C3H/HeN背景の戻し交配に時間を要したため、平成24年度交付分に未使用額が発生した。C3H/

HeN背景の戻し交配が完了すれば、C57/BL6背景およびC3H/HeN背景のTAX1BP1-KOマウスにエンドトキシン誘発ぶどう膜炎(EIU)を惹起し、下記評価を行ない、野生型マウスと比較する計画である。1.前房水中炎症細胞数・蛋白濃度・サイトカイン多項目同時測定を行なう。2.Tax1bp1が高発現していた虹彩・毛様体についてマイクロアレイ解析を行なう。3.マイクロアレイで著変した遺伝子について、リアルタイムPCR、免疫組織染色による検証を行なう。4.電子顕微鏡で比較することで、Tax1bp1欠損がもたらす浸潤炎症細胞の相違・病態を詳細に観察する
抗体の親和性成熟の分子機構のX線結晶学的研究

抗原に対する抗体の親和性は体内の抗原の量に応じ時間とともに増大する。抗体の親和性の成熟と呼ばれるこの現象の分子機構をX線結晶解析による三次元構造知見に基づいて解明するため,親和性成熟の過程の抗体について解析に適したFabフラグメント結晶を得ることを目的とした。免疫応答の初期に産生されるN1G9,中期の3B44,および後期の3B62のマウスIgG_1抗ニトロフェノール(NP)抗体の培養法とFabの調製法を改良し,試料の大量精製法をまづ確立した。ついで,X線解析に適した結晶を得るための結晶化条件を最適化した。得られた3種のFab結晶はいずれも微小であったが,十分にX線解析が可能なことが判明した。このうちN1G9と3B44についてはFab結晶とNPとの複合体結晶のX線回折強度データを収集し,X線解析に着手した。3B62については,高分解能の回折斑点を与える結晶には双晶成分の回折斑点が認められた。そこで,結晶化と強度データの収集の方法をさらに改良することとしている。目的とした結晶化とX線結晶解析の見通しの確立の成果の学会発表を既に行い,現在投稿論文を準備中である。しかも,N1G9についてはFab自体と複合体の双方の結晶の解析を既に進め,構造の概略のみならずNPの結合部位の大まかな環境も知ることができた。3B44についても3A分解能で結晶中の分子配置を決定している。したがって,これらFab構造の詳細なX線解析が可能となり,親和性成熟の分子機構の研究は今後大いに進展するものと期待される。
ケイ素－ケイ素結合の特性を利用した外部応答性ソフトクリスタルの開発

本研究では、弱い外部刺激により結晶構造と光物性が変化するケイ素ーケイ素結合を有するソフトクリスタルの開発を行う。ここでは、様々な有機ジシラン、オリゴシラン類の結晶構造と蛍光(FL)、第二次高調波発生(SHG)、円偏光発光特性(CPL)など光物性を調査すると共に、弱い外部刺激によるこれらの光物性変化を調査した。1.直鎖型ジシラン化合物我々が開発した有機ケイ素化合物の新規合成法を活用し、多くのジシラン化合物を合成しその光物性の調査を行った。その中で(o-CNC6H4)基と(p-Me2NC6H4)基をジシラン結合で連結した化合物をペンタンから結晶化させるとSHGを示さなくなり、メタノールから結晶化させると尿素の3倍程度のSHGを示した。単結晶X線構造解析の結果もこの物性変化を支持している。現在、圧力など様々な外部刺激により物性の連動変化が起こるかどうか調査中である。2.オクタメチルテトラシラ[2.2]シクロファンシクロファン分子はその形状から面不斉分子として注目されており、骨格上に発光素子を導入することで円偏光発光材料への応用が期待されている。[2.2]パラシクロファンの架橋部位をジシランユニットに置き換えたテトラシラシクロファンを合成し、その構造や光物性について調査した。VT-NMR解析により室温下でこれらの分子は反転運動を起こしているが、この反転は温度やホスト分子によって制御できることも判明した。また、D-A型テトラシラシクロファンは強い固体蛍光を示し、ITO基板上に真空蒸着することで有機EL発光材料として利用できた。現在、研究はおおむね順調に進んでおり、外部刺激応答性SHGや発光に関する研究成果も着実に出ている。研究成果は共同研究者と再現実験などを確認した上で、順次論文を投稿している。研究は計画通り進捗し、この状態で引き続き研究を進める。
次世代シーケンサーを用いたパーキンソン病の遺伝因子に関する研究

疾患と関連する稀な変異を効率よく検出するため,DNAサンプルをプーリングしたうえで,次世代シーケンサーを用いて解析を行った.パーキンソン病患者のDNA64サンプルを8行8列のマトリックスに配置し,各行各列で8サンプルのプーリングを行い,計16セットのプーリングDNAを作成した.各セットについて候補遺伝子領域をPCRで増幅し,GAIIxを用いてシーケンスした.整数計画法を用いて各行各列で変異のアレル数の推定値を求めることで,候補となる新規変異を同定した.パーキンソン病患者64例のゲノムDNAサンプルを8×8の二次元マトリックスに配置し,各8行8列ごとにサンプルのpoolingを行い,計16セットのpooled DNAを作成した.それぞれのセットごとに標的となるライソゾーム遺伝子6領域をPCRで増幅し,Illumina GAIIx,single end,100 bpで配列解析を行った.得られたリードをBWAで標的領域の参照配列に対してマッピングした.変異の検出にあたっては,整数計画法を用いて二乗誤差が最小になるような各行各列で変異のアレル数の推定値を求めた.特にdbSNP130に登録のない変異に注目したところ,検索した範囲で3個の変異が同定され,いずれも64例中1例にヘテロ接合性に認められた.うち1個はファブリー病との関連が示唆される機能的変異(GLA遺伝子, E66Q変異)で,残り2個は多型・病原性変異データベースに登録のない変異だった.ファブリー病との関連も示唆されている機能的変異であることから, GLA遺伝子に注目して,サンプル数を増やしてGLA遺伝子のシーケンス解析を行い,同定された変異で関連解析を行った.対象はパーキンソン病患者182例,対照者275例である.GLA遺伝子の全エクソンのシーケンス解析を行ったところ,E66Q変異のみが同定された.同変異はパーキンソン病患者群で260アレル中4アレル(アレル頻度1.5%),対照者群399アレル中2アレル(アレル頻度0.5%)で認められた.同変異はパーキンソン病患者群でやや多い傾向があったが,関連性はp値0.34と有意な関連は示されなかった.本研究において,サンプル群の中から効率よく,頻度の低い変異を同定する方法を確立できた.得られた候補変異について,関連解析を行ったが,サンプル規模の小ささもあり,統計学的な有意差は得られなかった.疾患と関連する稀な変異を効率よく検出するため,DNAサンプルをプーリングしたうえで,次世代シーケンサーを用いて解析を行った.パーキンソン病患者のDNA64サンプルを8行8列のマトリックスに配置し,各行各列で8サンプルのプーリングを行い,計16セットのプーリングDNAを作成した.各セットについて候補遺伝子領域をPCRで増幅し,GAIIxを用いてシーケンスした.整数計画法を用いて各行各列で変異のアレル数の推定値を求めることで,候補となる新規変異を同定した.パーキンソン病患者64例のゲノムDNAサンプルを8×8の二次元マトリックスに配置し,各8行8列ごとにサンプルのpoolingを行い,計16セットのpooled DNAを作成した.それぞれのセットごとに標的となるライソゾーム遺伝子(6遺伝子,計41.5 kb)をPCRで増幅し,Illumina GAIIx,single end,100 bpで配列解析を行った.得られたリードをBWAで標的領域の参照配列に対してマッピングした.変異の検出にあたっては,サイクル数やquality valueなどでフィルターをかけ,質の高い配列を採用し,各行各列で変異の推定値を求めた.整数計画法を用いて二乗誤差が最小になるような整数解を求め,変異の個数・サンプルとの対応が可能か試みた.実験データを検証するため,1つの遺伝子(ARSA)を対象に全サンプルについて標的領域のサンガー法による直接塩基配列解析を行い検証した.ARSA領域には合計7個の変異がコールされており,うち6個はdbSNPに登録されており,1個は新規の変異であった.この新規の変異はサンプル番号42番のみが持っていると推定されており,実際にサンガー法による解析でも確認された.他の遺伝子についても同様に新規の変異を調べたところ,ARSA,NPC1,PPGB,GLAのそれぞれに1個ずつアミノ酸置換を伴う新規の変異を認めた.やはり同様にサンガー法による解析を行い,すべての個所で変異が確認され,かつ推定されたサンプルに確認された.もともと患者サンプルのリソースがあり,すぐに実験を始められたため.マトリックスによるpooling法を用いて,頻度の低い変異の検出と対応するサンプルの同定について検討した.偽陰性の可能性も考慮しなくてはならないが,比較的簡便に大規模サンプルのスクリーニングが可能になる点で有用ではないかと考えた.今後は同定された変異に着目して,サンプル規模を大きくして関連解析を行う.サンガー法による配列解析を中心に行うので,シーケンス試薬の消耗品などが中心になる.
e-Learningによるプレゼンテーションスキルアップシステム

主に学生などのプレゼンテーション初心者を対象に,プレゼンテーション能力を効率的に向上させることが可能なe-Learningによるプレゼンテーションスキルアップシステムを開発した。本システムでは,プレゼンテーション動画をWeb上にアップロードし,ユーザ間で相互評価を行うとともに,動画から抽出したプレゼンテーション音声の自動解析も行う。また,ユーザは学習効果を確認しながら練習を行うことができるため,スキルアップの効率化が期待できる。近年,学生や社会人に求められる資質・能力として,プレゼンテーション能力やコミュニケーション能力が重要視されるようになり,その能力の向上を支援するシステムの必要性も高まっている。しかし,プレゼンテーション能力の重要な要素の1っである話し方(発話)の改善や向上を支援するシステムはない。そこで,プレゼンテーション能力のうち,特に話し方(発話)の向上を支援する「e-Learningによるプレゼンテーションスキルアップシステム」の開発を目的として研究を行った。21年度は,まず同一の提示文章を異なる被験者によって読み上げられたサンプル音声を用意し,そのサンプル音声の解析を行って,プレゼンテーションの際の発話評価値として有効な評価パラメータとその算出方法を検討した。その結果,発話評価として用いる主な評価パラメータとしては,(1)滑舌,(2)抑揚,(3)間の置き方,(4)発話速度の4つを用いることとした。さらに,入力音声から各評価パラメータによる評価値を自動算出するアルゴリズムを開発し,そのアルゴリズムを実装したシステムを試作した。試作したシステムはWebアプリケーションとして開発し,現時点では入出力の最小限の機能しかないものの,e-Learningシステムのベースとなるようにした。また,開発した試作システムについて学会発表を行い,評価パラメータや評価方法,システム仕様などの改良や見直しの上で参考となるさまざまな意見をいただいた。今後は,評価パラメータの種類や評価内容,評価値の算出方法について再度見直しを行い,e-Learningシステムとしても機能を追加していく。しかし,プレゼンテーション能力の重要な要素の1つである話し方(発話)の改善や向上を支援するシステムはない。H22年度の研究では,まず,H21年度に試作したシステムについて,システム構成や実装する機能の見直しを行った。当初の計画ではプレゼン音声のみを対象とする予定で,H21年度に試作したシステムでも音声分析が主な機能だったが,プレゼンに使用するスライドやジェスチャも重要な要素であると考え,プレゼン動画もアップロード可能とすることにした。これに伴い,システム構成を変更し,実装する機能を再検討した。その結果,動画の再生による相互評価と音声の解析による自動評価の2つの方法による評価が可能なシステムとなった。このようにして設計したシステムについて,新たにUbuntuサーバ上に実装し,相互評価と自動評価のうち主な機能が動作するように開発を行った。実装した主な機能は,プレゼン動画アップロードと視聴,プレゼン相互評価の入力と表示,プレゼン音声の自動分析と結果表示などである。このようにして開発したシステムについて,学会発表を行った。そこで,主に学生などのプレゼンテーション初心者を対象に,プレゼンテーション能力を効率的に向上させることが可能な「e-Learningによるプレゼンテーションスキルアップシステム」の開発を目的として研究を行った。本システムでは,プレゼンテーションリハーサルの動画を共有し,Web上で動画を視聴することによってユーザ間や指導教員などによる相互レビューが可能であると同時に,動画アップロード時に行う動画音声の自動解析によって,発話の自動評価も可能となっている。H23年度の研究では,まず,H22年度に開発したe-Learningシステムについて,音声の自動解析アルゴリズムの改良,評価結果のグラフ化,繰り返し学習による評価結果の変動のグラフ化など,機能の追加・見直し・改良を行った。さらに,本校5年生の卒業研究報告会に向けた発表練習において,改良したシステムを実際に複数の学生とその指導教員に試用してもらい,試用評価を行った。試用評価では各学生にリハーサルを複数回行ってもらい,本システムをプレゼンテーション学習のPDCAサイクルに導入することで,プレゼンテーション学習にどのような効果があるかなど,本システムの継続的な利用による学習効果の検証も行った。このようにして開発したシステムについて,H24年3月に開催された教育工学研究会において,開発したシステムの試用評価の結果を踏まえて成果報告を行った。
大強度ビームの熱吸収体を利用したプロファイル測定方法の研究

ビーム吸収体でのエネルギー寄与による発熱を利用したビームプロファイルモニタの開発を行った。85点の温度測定用熱電対を設置したビームダンプを製作し、大阪大学核物理研究センター(RCNP)で65MeVの陽子ビームを使用した。実験はビーム強度を最大4μAまで変化させ、ビームダンプの温度上昇を計測し、直上流の蛍光板と比較した。実験結果よりビーム吸収体の温度上昇によりビームプロファイルが測定できることがわかった。この研究は加速器での大強度ビームを吸収するビームダンプやコリメータのようなビーム吸収体での熱電対を用いたビームプロファイルモニターの開発である。近年ビームの大強度化により、ビームライン機器は従来より放射化され、多大な発熱が予想される。本研究では大強度に対応したビーム吸収体のビームを吸収する表面の温度を複数点計測することにより、ビーム入射前後の温度差からビームプロファイルを算出することを目標としている。この研究が成功するなら、ビーム吸収体とモニターが一括化され、安価な熱電対で測定でき、装置数が減少することによりコストダウンが見込め、被曝作業も減少する。平成22年度はまずビームシミュレーション(ビームエネルギー寄与、有限要素法での定常・非定常熱解析)を行った。シミュレーションモデルの素材と形状・ビーム強度・冷却性能などを変化させ、定常熱伝導解析を行い、この研究に適した材質・形状を選択した。シミュレーションでは素材を銅、鉄にし、陽子ビームは東北大サイクロトロンRIセンターのビームを模擬して50MeV-15μAとし、ビーム幅を変化させた。シミュレーションを行った結果、銅は熱伝導が高く、局所的な温度上昇が低いため、実験不可能であることがわかり、ビーム吸収体の材質は鉄を選択した。またビームによる発熱量が低く熱容量が高いため、水冷ではなく空冷によって実験ができることがわかった。また実験で使用する高速(周期:10msec)で測定出来る温度計測器を購入した。本研究では大強度に対応したビーム吸収体のビームを吸収する表面の温度を複数点計測することで、ビーム入射前後の温度差からビームプロファイルを算出することを目標としている。この研究が成功することにより、ビーム吸収体とモニターが一括化され、安価な熱電対で測定でき、装置数が減少することによりコストダウンが見込め、被曝作業も減少する。平成23年度は実験を行うためにまず実験モデルの製作を行った。実験モデルは前年度のビームシミュレーションから材質は鉄で製作し、ビームが照射される中心部に熱電対を85点ハンダ付けし、温度が測定できるように設置した。当初は東北大サイクロトロンRIセンター、サイクロトロンで実験を予定していたが、東北大震災のためサイクロトロン施設・機器が破損し実験できなくなった。そのため似たようなビーム性質を持つ大阪大学核物理研究センター、サイクロトロンで実験を行った。実験では65MeVの陽子ビームで、ビーム強度、中心位置を変化させた。ビームプロファイルは熱電対からビーム入射前後の温度差から得られ、測定したプロファイルは上流に設置した蛍光板より得られたデータと比較することにより正確にビーム中心や幅を測定できることがわかった。
高齢者の自宅退院時における健康及び生活上の問題とその継時的変化に関する研究

◎高齢者の自宅退院時における健康及び生活上の問題とその継時的変化を知る目的で70歳以上の患者に調査をおこなった。1退院時面接調査(1)患者78名のうち、身体状態上継続療法を必要とするは23.1%で、介護が必要は20.5%であった。(2)退院時の心配事は病気と食事の事が多く、希望する援助は日常生活面、健康面、精神面であった。(3)患者92名の事例毎に有する問題数を検討すると、患者の69.5%は有する問題点は02と少ないが、21.7%は4つ以上の問題をもっていた。(4)患者の84.7%は生きがいをもって生活しており、生活を豊かにするためにしてきたことの数の多い高齢者が生きがいが高かった。2自宅退院後3カ月、6カ月、12カ月における問題点の経時的変化に関しては、患者92名にアンケート調査を実施した。(1)退院後の体調については、体調が良いとしたものは3カ月後には51.4%、6ケ月後は56.7%、12ケ月後は54.1%であった。(2)日常生活で困っていると回答した患者は3カ月後は38.6%、12ケ月後は37.7%であった。(3)生きがいがあると回答した患者は3カ月後は84.7%、6ケ月後は86.7%、12ケ月後は62.3%であった。(4)訪問看護を受けたことがあるは3名(4.9%)で、退院時になんらかの問題をもって自宅退院したと考えられた25名の12ケ月後の状況は4名が死亡しており、4名は返事が得られなかった。◎看護婦のおこなっている退院指導の実態についてアンケート調査をおこない、154名の回答が得られ、そのうちの71%が65歳以上の高齢者に退院指導をしたと回答した。平成5年度は、高齢者の自宅退院時における健康、生活上の問題点、ニーズ、退院時指導の内容についての実態を明らかにする。自宅退院後3ケ月・6ケ月を経過した患者についての健康状態と、生活上の問題点、ニーズの経時的変化を知ることを目的に調査研究を行った。平成5年7月11月末までに、中・四国地区の総合病院で、退院許可のでた70歳以上の患者78名(男性37名・女性41名)に対して、質問用紙を用いての面接調査をおこない、つぎのような結果が得られた。(1)患者の半数は悪性腫瘍であった。(2)退院時、38%が自覚症状を有し、23%は身体状態に何らかの支障をもち、22%が日常生活上装具・自助具を必要とし、12%が移動に介助を必要とした。また、食事の形態は41%が軟食とし、4%が流動食、1%が経管栄養としていた。(3)退院後60%が食事・運動・清潔・病気についての心配事を有していた。退院時指導は35%が受けていなかった。(4)在宅サービスの知識については35%が知らないと答えた。(5)退院後の家族形態は一人暮らしが22%、配偶者のみの世帯は29%であった。相談は配偶者や子供(主に息子)にし、世話は配偶者や子供(主に娘)、嫁より受けていた。(6)何らかの健康管理をしているは76%、生きがいをもつは85%であった。

以上の結果をもとに、自宅退院時の問題点とニーズを抽出して関連要因を明らかにしている。また、自宅退院後3ケ月・6ケ月を経過した患者の経時的変化を調査する目的で郵送によるアンケート調査を開始し、3ケ月を経過した患者については約70%の割合で回答が得られている。平成6年度は、高齢者の自宅退院時における健康及び生活上の問題についての研究成果を4つの学会発表及び2つの論文にまとめた。高齢者の自宅退院後の健康及び生活上の問題についての経時的変化に関する課題として、退院後3カ月、6カ月、12カ月に郵送法によるアンケート調査を実施し、なお退院後3カ月についても学会発表をおこなった。また、看護婦のおこなっている退院指導の実態についてアンケート調査を実施した。1.退院3カ月後の概要:高齢者92名のうち70名の回答(回収率76.0%)が得られ、退院時と比較すると、51.4%の高齢者が体調が良いと回答し、生きがいがあるは84%であった。未回収22名のうち、3名の死亡が確認された。2.退院6カ月後の概要:89名のうち60名の回答(回収率67.4%)が得られ、56.7%の高齢者が体調が良いと回答し、生きがいがあるは86.7%であった。未回収29名のうち、新たに1名の死亡が確認された。3.退院12カ月後の概要:88名のうち61名の回答(回収率69.3%)が得られ、54.1%が体調が良く、62.3%が生きがいをもっていた。訪問看護を受けたことがあるは3名(4.9%)であった。未回収の27名のうち、新たに3名の死亡が確認された。なお、退院時になんらかの問題をもって自宅退院したと考えられた25名の12ケ月後の状況は4名が死亡しており、4名は返事が得られていなかった。4.退院指導の実態調査は看護婦193名を対象とし154名(80%)の回答が得られ、そのうちの71%が65歳以上の高齢者に退院指導をしたと回答した。
文化遺産を活かした都市マネジメントに関する研究：フランスの世界遺産を対象として

現在進行中の都市再開発計画において世界遺産の保全・維持・発展が明確に目指されているボルドー、シルクロードの西の端として中世以来の産業遺産を市の中心部に持つリヨン、仏独混淆文化遺産に恵まれたストラスブール、1万人収容の古代ローマ劇場で毎夏世界的な音楽フェスティヴァルを開催し続ける人口数万の小都市オランジュ、フランス国内のこれら4都市の文化政策担当者に対する聞取り調査、一般住民へのアンケート調査等を通じて、世界遺産と都市マネジメントのあり方が多様であることを明らかにした。あわせて国の法整備、地方公共団体の文化政策と並んで住民コミュニティの参加が不可欠であることを明らかにした。1.日本では、地域の観光政策に基づく文化遺産を活かした都市マネジメントが提起されている。2.ユネスコ世界遺産委員会では、世界遺産の保存・持続・発展のバランスが喫緊の課題となっている。さらに、3.観光大国フランスにおける地域の実情に即した世界遺産を活かした都市マネジメントが明らかになりつつある。本年度はユネスコ世界遺産センターの資料収集と分析、担当職員との国際協力推進についての協議、日仏比較調査の予備調査(京都、奈良の観光政策機関からの情報収集、フランスの調査地域の特定、日仏比較を主題とする講演の記録、関連資料の収集)等を実施した。持続的発展(sustainable development)のための世界遺産都市の協力推進をめざす、ユネスコ世界遺産センターの活動と関係資料は特に重視される。また日仏間の架け橋的な人物のデジタルアーカイブ作成のための記録・資料収集活動を通じて、日仏比較の基礎資料を作成した。さらに2013年10月『世界遺産で巡るフランス歴史の旅』を上梓(朝日選書)日仏世界遺産都市の都市マネジメントの基礎資料に加えた。世界遺産センターに対するヒアリングでは、同センターの世界遺産登録・管理の方針に関するデータの経年変化を示すデータ提供を依頼し、近年の世界遺産登録及び管理の動向について情報を収集した。京都市、奈良市の文化財保護課に対するヒアリングにおいては文化財保護行政の概要、世界遺産登録の経緯と文化財保護法との関係、歴史的都市景観(historic urban landscape)に対する対応、木造建築の真正性、有形文化遺産と無形文化遺産を統合する遺産保護等について情報を収集した。また大規模な再開発計画推進中のパリ市レ・アル地区の住民参加制度に関し関連調査を実施、学会発表を行った。平成26年度の研究の重点の一つはフランスの以下の歴史遺産都市のフィールド調査であった。1.現在も定期的に音楽祭会場となっている世界遺産、ローマ時代の古代劇場を有するプロヴァンス地方の小都市オランジュ、2.イール川とその運河に囲まれた現在の世界遺産に加え、19世紀末以来ドイツによって開発された周辺区域も含めた世界遺産認定を求めている独仏国境に近い旧都ストラスブール、3.パリに対抗する大都市であり、戦禍にあっていないため多くの文化遺産が今も残り、市のほぼ全域が世界遺産に指定されている大西洋岸に近いボルドー、4.パリに次ぐフランス第二の人口稠密地域の中心地に世界遺産登録された歴史地区を持つ、フランス中央部に位置するリヨン。もう一つは、上述各都市の文化遺産保存関連部局に対して行った面接調査である。この面談では予め聞取り調査要旨を送付、日程を調整の上各地の市役所に赴き担当者からの情報収集を行った。これらから以下の点が明らかとなった。都市計画と文化遺産保存との緊張関係は各都市に共通している。また、世界遺産部分の面的な保全と住民生活との関係、観光政策とそれに伴う交通政策の展開も類似している点は少なくない。しかし実情は様々。例えば他の都市と比べ小規模なオランジュはもっぱら継承した文化遺産を守り,その活用を心がけているのに対し、大都市ボルドーではガロンヌ川に架かる斬新な現代的デザインの橋梁建設そのものも、遺産保存のための積極的施策ととらえられている。またストラスブールは仏領となったり独領となったりした特異な歴史に加え、現在は欧州連合の主要機関本部が置かれ、単にフランスの歴史都市というだけではないコスモポリタン的な性格を持っている。リヨンの場合は古代ローマ時代以前から集落が形成されており、シルクロードの西の端で、アジア文化の影響も垣間見られ、住民の居住区域に世界遺産が点在している。ユネスコ世界遺産条約に登録されている世界遺産は2016年現在、ユネスコ加盟191か国のうちの163か国に点在し、その中の31件は2か国以上にまたがって登録されている、いわゆるtrans boundaryな世界遺産である。文化遺産802、自然遺産197、文化、自然両者の特質を併せ持つ複合遺産32で総計1031に及ぶが、それらのうち48件が危機遺産に分類されている。さらにこの他に一度リストに登載されたものの管理その他に問題ありとされて数年間危機遺産に位置づけられ、結局改善がみられなかったために削除されたサイトが現在2件存在する。他方現在ユネスコ世界遺産委員会が直面する重要課題は加盟国による際限のない世界遺産登録申請、種々の都市マネジメントと文化遺産保存との整合性をいかに維持するかといった問題である。

特に後者の問題に関して、いわゆる観光大国フランスがいかに対処しているかを考察するための準備作業として前年度に引き続き、1現在も毎年夏の音楽祭会場となっている世界遺産、ローマ時代の古代劇場を有するプロヴァンス地方の小都市オランジュ、2イール川とその運河が作る三角洲内の世界遺産に加えて普仏戦争以後ドイツによって開発された地域も含めた世界遺産の拡大認定を望むストラスブール、3パリに対抗する大都市であり戦禍にあっていないために多くの文化遺産が残っているボルドー、4パリに次ぐ人口稠密地域の中に世界遺産登録された歴史地区を持つリヨンについてのフィールド調査を実施、日本の都市政策と文化遺産保存の問題を考える上で有益と思われるフランス側の政策、地域住民の参加を得た観光政策の推進について知見を得ることができ、その結果の一部を雑誌論文の形で発表することができた(松本慎二・内海麻利『フランスの世界遺産保全政策と都市マネジメント』上・下「自治実務セミナー」2015年10月号および12月号)。現在進行中の都市再開発計画において世界遺産の保全・維持・発展が明確に目指されているボルドー、シルクロードの西の端として中世以来の産業遺産を市の中心部に持つリヨン、仏独混淆文化遺産に恵まれたストラスブール、1万人収容の古代ローマ劇場で毎夏世界的な音楽フェスティヴァルを開催し続ける人口数万の小都市オランジュ、フランス国内のこれら4都市の文化政策担当者に対する聞取り調査、一般住民へのアンケート調査等を通じて、世界遺産と都市マネジメントのあり方が多様であることを明らかにした。あわせて国の法整備、地方公共団体の文化政策と並んで住民コミュニティの参加が不可欠であることを明らかにした。平成25年度の基礎調査の結果を踏まえ日本の都市政策と文化遺産保存の問題を考える上で有益と思われる比較対象都市を特定でき(オランジュ、ストラスブール、ボルドー、リヨン)、そのそれぞれについてin-depth studyと詳細な実地調査を行うことができた。そしてその調査を通じて、文化遺産の面的な保全と住民生活との関係や観光政策、交通政策における共通の課題があると同時に、それぞれの歴史遺産都市自体の多様な歴史に基づく固有性を見逃してはならないことも明らかにされた。平成27年度におけるフランスでの補完調査,および日本における調査を通じて問題点がさらに明確化されるであろう。我が国の歴史都市と比較検討することによって文化遺産の保全、住民のより良い生活、交通機関の整備、観光政策等を踏まえた総合的な21世紀の都市計画のありかたについての考察の発展が期待される。初年度から企図されているユネスコ世界遺産センターとの協力は前進しているが平成26年度に飛躍的な進捗があったわけではなかった。ユネスコ自体の、米国の分担金不払いなどによる財政状態の逼迫などが予定事業の遅延をもたらしていると考えられる。最終年度の実績を、都市化と文化遺産の保存に関するシンポジウムあるいはワークショップの開催につなげたい。平成27年現在ユネスコの世界遺産リストに登録されている文化遺産は複合遺産を除いても779件に達する。その大多数は人の住む地域に位置しており、人間のアクセスが困難な人跡未踏の地に孤立して存在しているわけではない。各要素の真正性,不変性を保つことが遺産保護の絶対的必要条件であるのに対し、住民生活はその時々の政治情勢、都市基盤整備の度合い等により常に変化している。従ってその変化の中での保たれるべき文化遺産の真正性・不変性とは何かを常に考慮する必要があると思料される。図書館情報学平成27年度の研究は以下の活動を中心に行う。
ガス吸込みによる溶鉄の撹拌と液-液間物質移動に関する基礎的研究

ガス吹込みによる溶鉄の撹拌と液-液間物質移動に関する基礎的知見を得る事を目的として、水を用いたモデル実験とその解析を行った。1.系内の巨視的流動状態の検討:水-ベンゼン系に窒素ガスを吹込み、水の流れとベンゼン液滴の生成状態を観察した。水中には吹込みガスによって大きな循環流が生成し、ガス流量の増加とともにベンゼン液滴の生成が顕著になることが示された。2.液-液間物質移動に関する実験的考察:ベンゼン中に溶質としてアセトフェノンを添加し、ベンゼンから水への溶質の移動速度を種々のガス流量,水高さ,ベンゼン高さおよび槽半径で測定した。測定された移動速度は液-液間容量係数kLAと諸因子との関係で実験式として整理された。この実験式によれば、高ガス流量域では低ガス流量域に比し、kLAに対するガス流量依存性が大きく、その領域でベンゼン液滴生成による物質移動の促進作用が働いていることが推察された。そこで、水中のベンゼン液滴量と平均液滴径の実測値と、低ガス流量域のkLAの実験式より、液滴生成条件下のkLAを推算してみた。その結果は、高ガス流量域のkLAと大略一致し、液滴生成の効果が定量的に確められた。3.液の微視的流動特性の測定:熱線流速計とFFTアナライザーを組み合せた流速解析システムにより、水槽内の時間平均流速分布、乱流変動エネルギー分布を測定した。さらに乱流成分のパワースペクトルを求め、系内の乱流挙動が等方性乱流のそれと類似であることを示した。4.流れのコンピュータシミュレーション:乱流モデルとして最も基本的なO方程式モデルによる流れのシミュレーションを行い、系内の局所ガスホールドアップとフローパタンの時間平均分布を示した。