hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫単一神経細胞における入力部位マッピングと細胞内マルチサイトレコーディング

昆虫単一細胞内の局所的演算機能を明らかにするために、コオロギ気流応答性巨大介在ニューロン(giant interneuron : GI)の樹状突起部での細胞内電位記録と高速Caイメージングの同時記録を行い、活動電位の波形とCa応答パターンの関係を調べた。GIの上向性軸索への逆行性刺激によるbackpropagating spikeと、GIに興奮性入力を持つ1次感覚ニューロンへのシナプス刺激によるsynaptic spikeは、ともに一過性の細胞内Ca濃度上昇を引き起こすが、樹状突起末端での濃度上昇はsynaptic spikeによるものの方が大きかった。このときGIの活動電位波形は記録箇所によって異なり、特にCa濃度上昇に差が見られた樹状突起部から誘導されたsynaptic spikeはbackpropagating spikeよりも振幅・幅ともに大きかった。さらに、左右の1次感覚ニューロン群を別々にシナプス刺激したとき、記録箇所と同側のシナプス刺激は活動電位の振幅を増大させ、その部位でのCa上昇は増強された。以上の結果は、樹状突起末端部での活動電位波形が変化することによって、活性化される電位依存性Caチャネルの数量が影響を受けることを示唆している。さらに活動電位の伝播動態を調べるため、GI内の異なる2カ所から活動電位の誘導(マルチサイト・レコーディング)を行ったところ、dendritic spikeとaxonal spikeの遅れが刺激方向により変化すること、また最終腹部神経節の両側に樹状突起をのばすGIでは、刺激側に近い樹状突起分枝で先行して活動電位が発生することがわかった。以上の結果から、GIにおける活動電位発生箇所はシナプス入力部位に伴って移動し、それに伴って樹状突起末端部での活動電位波形が変化することによってCa応答の入力依存性が生じると考えられる。昆虫単一細胞内の局所的演算機能を明らかにするために、コオロギ気流感覚処理系において、様々な方向からの気流刺激に特異的に応答する1次感覚ニューロンが各巨大介在ニューロン(giant interneuron)の樹状突起のどの部位にシナプス入力しているかを調べた。まずコオロギの最終腹部神経節を露出させ、20μMのFM1-43存在下で尾葉神経束に電気刺激を行ったあと、神経節を摘出して共焦点レーザ顕微鏡で色素取り込みを観察した。その結果、尾葉から伸びる第8神経束から求心性神経線維とその神経終末と思われる構造がFM1-43によって強く染色された。特に正中線を挟んで左右対称に3対の部位に強い蛍光が見られ、それぞれ神経節表面から100140μmの深さに直径約100μmの領域で広がっていた。しかしながら気流刺激によるFM1-43の特異的な取り込みは観察できなかった。そこでgiant interneuronにOregon Green488BAPTA-1を注入し、6方向からの気流刺激に伴う細胞内Ca濃度変化をIntensified-CCDカメラで光学的に計測した。その結果から各樹状突起における方向感受性マップを作製したところ、どの樹状突起においても基本的には膜電位応答のマップに従うが、部位毎に他の部位よりも感受性の強い刺激方向が存在した。すなわち、特定の方向からの気流刺激を受容する1次感覚ニューロン群は、その刺激方向に他の部位よりも高い感受性を示した樹状突起上に入力していると考えられる。したがってPostsynap-tic sitesにおけるカルシウムイメージングによりシナプス入力部位を推測できることが示唆された。
色嗜好の多様性と流動性に関する実験心理学的研究

文脈情報が色嗜好に与える影響を調べるため、米国で使われている色という意味での「米国色」と、日本で古来使われている色という意味での「伝統色」のそれぞれを文脈情報として用い、何も文脈情報を与えないときの色嗜好をベースラインとして、色嗜好の変化を調べた。米国色として色を見た時には32色中9色の、日本伝統色として色を見た時には32色中7色の嗜好度が有意に変化した。このことから「米国色」「日本伝統色」という文脈情報が、色の嗜好度を変化させることが確認できた。また、米国色/伝統色らしいと感じられる色ほど米国色/伝統色として見た時に色嗜好が上昇し、逆に米国色/伝統色らしくないと感じられる色ほど色嗜好が低下するという対応関係が見られた。文脈情報を与えた時の色嗜好の変化は、色嗜好が色から連想されるさまざまな事物の好ましさと連想強度の積和平均に基づくという生態学的誘発性理論の枠組みの中で解釈可能なものであった。さらに、ドイツ人を対象として、色から日本文化の事物を想像させた時に個人の色嗜好がどのように変化するかを調べた。ドイツ人参加者はいずれも日本のことは短期の旅行や各メディアを通じてのみ知っている程度だったが、そのような日本の知識でも色と結びつくことで色嗜好を変化させた。色嗜好の変化は、色から日本の伝統的な風景などを想像し、日本の伝統物に典型的な色の嗜好を上げたり、元々持っていた色と事物の連想が抑制され、嫌いな事物との連想が抑制されたことで嗜好度が上昇したと推測される。いずれの理由も、異文化の想像が個人の色と事物の連想を変化させ、色嗜好を動的に変化させるという生態学的誘発性理論の予測を支持するものであった。監修を担当している学術書のシリーズにおいて、「美感ー感と知の統合ー」(2018,勁草書房)を上梓し、その中で色嗜好研究を中心に紹介する章の執筆を担当した。色嗜好への文化の影響について、国内での実験研究にとどまらず、ドイツのチュービンゲン大学との共同研究が実現したことで新たな展開があった。さらに、関連研究としてチュービンゲン大学が保有する広色域が呈示可能な量子ドットディスプレイを用いて、自然画像の彩度を一般的な色域(Rec 709)から広色域(Rec 2020)のみで呈示可能なレベルまで変化させ、最も好ましいと感じられる画像の彩度、および好悪や強弱など主観的印象の変化との関係を調べ、主観的印象は画像彩度が上がっても下がらないことを確認した。広色域ディスプレイでは画像の彩度はその印象にポジティブな効果を与えることが多いことが分かった。いずれの研究も、国内外での研究発表を行い、国際的な評価を受けたが、学術論文化が課題である。刊行した「美感ー感と知の統合ー」の中で色嗜好研究を中心に紹介する章の執筆を担当したことは、これまでの研究の位置づけ、今後の研究展開にとっても有益であった。配色嗜好について、物体と抽象的概念の嗜好度評定課題、すなわち配色からの連想課題で得られた物体や抽象的概念がどれだけ好まれるかなどを調べることで、日本人の配色嗜好を定量的に明らかにする。さらに、単色嗜好や配色嗜好に関する統合的な説明モデルを提唱する。その要素として,物体や抽象的概念の寄与度が、日本文化における美感の基礎指標を形成していることを明らかにする。計画最終年度となるので、すでに国内外の学会などで研究発表している、日本の伝統色としての色嗜好など文脈の影響や、日本と比較し、ドイツにおける色嗜好と日本文化の影響、さらに広色域ディスプレイにおける色嗜好、特に彩度の影響について、学術論文化を進める。色嗜好度評定課題において、色嗜好を評定する直前に、その色から連想される事物を想起させ、連想されることが色嗜好に影響するかどうかを調べ、その色から連想した事物の嗜好度を反映する形で動的に変化することを確認した。具体的には、実験参加者にユニフォームの色の違いが明確なサッカーの試合(青ユニフォームのアイスランドと赤ユニフォームのオーストリア戦)を鑑賞させ、その前後での色嗜好の変化を確認した。実験操作において、実験者が実験参加者に対してどちらかのチームを応援するように指示することはしなかった。この2カ国の対戦以外にも、青赤ユニフォームの対戦となる日韓戦の動画を用意し、片側のチームへの没入度や勝敗の行方を統制し、色嗜好への短期的な影響も調べた。この実験により、条件毎に色嗜好が動的に変化すること、すなわり赤色のユニフォームのチームを応援していた後には赤色の嗜好度が上昇するが確認され、特定の環境に実験参加者を置くような条件付けにより、色嗜好が無意識のうちに短期的に変化することも明らかにした。すなわち、色嗜好は文脈に依存して、まさにその色の評定をしようとしているときにその色に付随して思い浮かべる物体や抽象的概念に応じて計算されると考えられる。個々の実験参加者のスポーツ嗜好度や国別の親密度などの影響、さらに動画にどれくらい没入していたかという没入度の影響も測定し、それらが色嗜好に影響を与えるかどうかをあわせて確認した。得られた結果の一部を国際会議で発表し、評価を得た。色嗜好が文化によって確定するものではなく、判断時点でその色と強く結びついた事物の嗜好度を動的に反映することが明らかになったので、文化と美感に関して、日本人の色嗜好が物体嗜好度と抽象概念の嗜好度の組み合わせで説明できるかどうかを引き続き調べることにより、嗜好や美感に関する文化差を実験心理学的に解明する。

文脈情報が色嗜好に与える影響を調べるため、米国で使われている色という意味での「米国色」と、日本で古来使われている色という意味での「伝統色」のそれぞれを文脈情報として用い、何も文脈情報を与えないときの色嗜好をベースラインとして、色嗜好の変化を調べた。米国色として色を見た時には32色中9色の、日本伝統色として色を見た時には32色中7色の嗜好度が有意に変化した。このことから「米国色」「日本伝統色」という文脈情報が、色の嗜好度を変化させることが確認できた。また、米国色/伝統色らしいと感じられる色ほど米国色/伝統色として見た時に色嗜好が上昇し、逆に米国色/伝統色らしくないと感じられる色ほど色嗜好が低下するという対応関係が見られた。文脈情報を与えた時の色嗜好の変化は、色嗜好が色から連想されるさまざまな事物の好ましさと連想強度の積和平均に基づくという生態学的誘発性理論の枠組みの中で解釈可能なものであった。さらに、ドイツ人を対象として、色から日本文化の事物を想像させた時に個人の色嗜好がどのように変化するかを調べた。ドイツ人参加者はいずれも日本のことは短期の旅行や各メディアを通じてのみ知っている程度だったが、そのような日本の知識でも色と結びつくことで色嗜好を変化させた。色嗜好の変化は、色から日本の伝統的な風景などを想像し、日本の伝統物に典型的な色の嗜好を上げたり、元々持っていた色と事物の連想が抑制され、嫌いな事物との連想が抑制されたことで嗜好度が上昇したと推測される。いずれの理由も、異文化の想像が個人の色と事物の連想を変化させ、色嗜好を動的に変化させるという生態学的誘発性理論の予測を支持するものであった。監修を担当している学術書のシリーズにおいて、「美感ー感と知の統合ー」(2018,勁草書房)を上梓し、その中で色嗜好研究を中心に紹介する章の執筆を担当した。色嗜好への文化の影響について、国内での実験研究にとどまらず、ドイツのチュービンゲン大学との共同研究が実現したことで新たな展開があった。さらに、関連研究としてチュービンゲン大学が保有する広色域が呈示可能な量子ドットディスプレイを用いて、自然画像の彩度を一般的な色域(Rec 709)から広色域(Rec 2020)のみで呈示可能なレベルまで変化させ、最も好ましいと感じられる画像の彩度、および好悪や強弱など主観的印象の変化との関係を調べ、主観的印象は画像彩度が上がっても下がらないことを確認した。広色域ディスプレイでは画像の彩度はその印象にポジティブな効果を与えることが多いことが分かった。いずれの研究も、国内外での研究発表を行い、国際的な評価を受けたが、学術論文化が課題である。刊行した「美感ー感と知の統合ー」の中で色嗜好研究を中心に紹介する章の執筆を担当したことは、これまでの研究の位置づけ、今後の研究展開にとっても有益であった。日本人の色嗜好には、色から連想される物体の嗜好に加えて、色から連想される抽象的概念が影響することが予想される。たとえば、白は「純粋」というイメージと結びつき、「純粋」というイメージは好まれるので、白が好まれるという三段論法的な説明である。一方、『日本の伝統色その色名と色調』(長崎, 2006)などに基づき予備的に分析した結果、日本の伝統色は明度や彩度の低い色が多いことが分かった。Cognitive Science
扁平足に起因する膝蓋大腿関節症の発生メカニズム解明に向けた研究

本研究は正常足と扁平足で膝蓋大腿関節症に関与する協調性パターンを膝蓋大腿関節ストレスを検証することを目的とした.はじめに,正常足の後足部と下腿の協調性パターンに着目し,後足部と下腿にはanti-phaseがあることを明らかにした.次に,ランニング中の足部の動きの性差を調べ,後足部の動きには性差があることを明らかにした.この知見により,正常足と扁平足で男女の人数はマッチさせる必要があることが示唆された.現在,この知見をもとに正常足と扁平足をリクルートし,協調性パターンと膝蓋大腿関節ストレスを比較している.本研究課題は,扁平足に起因する膝蓋大腿関節症の発生メカニズムを解明するため,ランニング中における下腿と後足部間の協調性パターンや膝関節モーメント,膝蓋大腿関節ストレスを検証するものである.初年度において,第一に正常足と扁平足を区別するための足部評価方法は多くあったが,先行研究によって統一できていなく,また動的な足部アライメントを評価できないことが問題として挙げられていた.そこで第1実験として,arch height indexと呼ばれる足部評価方法に着目し,ランニング中の足部回内アライメントを推測できるかを検証した.その結果,この足部評価方法は高い精度でランニング中の足部回内アライメントを推測でき,有用な足部評価方法であることを明らかにした.第1実験でarch height indexが有用な足部評価方法であることが明らかになったため,この評価方法を用いて足部評価を行い,第2実験ではランニングにおける正常足の後足部と下腿間の協調性パターンを検証した.その結果,正常足において従来報告されてきた下腿内旋と後足部回内だけでなく,下腿内旋と後足部回外,下腿外旋と後足部回内の運動連鎖も生じていることが明らかになった.さらに,下腿は後足部と比較してより大きく内旋と外旋を大きく動いていることが明らかになり,2つのセグメント間では動きの優位性があることも明らかになった.現在は扁平足のデータを収集しているため,明らかになった正常足の下腿と後足部間の協調性パターンとの知見と比較していき,さらに運動力学的な観点からも研究を進めていく予定である.有用な足部評価方法を確立し,正常足の検証も終了しているため.本研究課題は,扁平足に起因する膝蓋大腿関節症の発生メカニズムを解明するため,ランニング中における下腿と後足部間の協調性パターンや膝関節モーメント,膝蓋大腿関節ストレスを検証するものであった.初年度においては,正常足における後足部と下腿間の協調性パターンを検証し,従来報告されていた運動連鎖パターンに加えて下腿内旋と後足部回外,下腿外旋と後足部回内のパターンもありことを明らかにした.さらに,ランニング中の足部の動きには性差があることも報告した.この成果を基に,扁平足における下腿と後足部間の協調性パターンも検証しようとしたが,扁平足を扁平足と判定する日本人に特異的な足部評価の基準値が報告されていなかった.そこで,当該年度は日本人男女の220足を対象に,日本人のarch height indexの基準値を検証した.その結果,正常足と扁平足を分類する際,人種に特異的な,日本人のarch height indexの基準値を用いる必要性があることが明らかになった.現在この基準値を用いて正常足と扁平足を分類し,ランニング中における下腿と後足部間の協調性パターンや膝関節モーメント,膝蓋大腿関節ストレスを検証している.本研究は正常足と扁平足で膝蓋大腿関節症に関与する協調性パターンを膝蓋大腿関節ストレスを検証することを目的とした.はじめに,正常足の後足部と下腿の協調性パターンに着目し,後足部と下腿にはanti-phaseがあることを明らかにした.次に,ランニング中の足部の動きの性差を調べ,後足部の動きには性差があることを明らかにした.この知見により,正常足と扁平足で男女の人数はマッチさせる必要があることが示唆された.現在,この知見をもとに正常足と扁平足をリクルートし,協調性パターンと膝蓋大腿関節ストレスを比較している.現在正常足までの解析が終了しているため,扁平足の解析を行い,下腿と後足部間の協調性パターンと関節モーメント,膝蓋大腿関節ストレスを明らかにしていく.29年度が最終年度であるため、記入しない。スポーツ障害29年度が最終年度であるため、記入しない。
過疎地小規模校における未来型学習スタイルのフロンティア研究

小規模校をハンディキャップのある教育環境とするのではなく、むしろ小規模校・少人数学級ならではの質の高い教育方法モデルを開発するという方向性での実践的研究に取り組み、「ICT活用実践コース事例集」を大町市教育委員会と連携して作成した。また、今後の過疎地・小規模校に求められる学習指導および教育観について、長野県上水内郡信濃町立信濃小中学校が義務教育学校になるまでの歩みを事例に、一冊の本「山と湖の小さな町の大きな挑戦」にまとめた。さらに、ニュージーランドの自律的な学習を支援している教育方法を映像資料として撮り集め、「主体的・対話的な学び」という観点から編集した教員研修用のDVD教材を開発した。僻地小規模校の教職員研修ないし授業研究会の指導者として、下水内郡栄村、上水内郡信濃町、木曽郡大桑村、小県郡長和町、大町市美麻および八坂地区などの小中学校に複数回出向き、深刻な少子・人口減少地域における授業づくりについて助言・指導を行い、未来型(次世代型)学習に取り組む学校現場の環境づくりを支援した。それらの概要は各校の紀要等に掲載されている。また、ICT関連企業との勉強会や打ち合わせを重ね、従来の学習スタイルに囚われない柔軟な発想で小規模校でのICT活用授業について検討した。これらは学習モデルとして初年度に作成する予定であったが、質の高いソフトやアプリが続々と新規に開発されていることから、さらに時間をかけてICTを活用した学習モデルを開発することとした。一方、こうした学習モデルを教員養成段階でも取り入れられるように海外の進んだ実践の情報収集にも取り組んだ。8月には別枠の研究助成経費も活用して、学生を引率してニュージーランドへ渡航し、北島オークランド市内でのユニークな学習スタイルの実践校の参観と、南島クライストチャーチ市内での短期教育実習を試行実践した。これらのニュージーランドでの体験実習の成果を「ニュージーランド学校臨床実習」としてプログラム化(仮案)した。クライストチャーチ市内の学校で実践されているアクティブラーニングに関して、その授業方法論と教師の役割を考察し、学内の学生を対象にオープンゼミを開いた。こうした取り組みは、長野県とも連携した事業に繋がり、平成27年5月1920日の「ニュージーランド教育フェアin長野」というイベントに発展し、ニュージーランドからの教育関係者を招いた協同シンポジウムを実現させた。「次世代型学習を考える会」という名称で本プロジェクトの研究分担者と研究協力者を含む研究者および実践者のサークルを起ち上げ,計3回の研究会を主催した。そこで話題になった内容等をまとめて,来年度には著書を刊行すべく執筆を始めることになった。本年度も僻地小規模校の教職員研修ないし授業研究会の指導者として、下水内郡栄村立栄小学校および中学校、上水内郡信濃町立信濃小中学校、木曽郡大桑村立大桑小学校・中学校、小県郡長和町立和田小学校、大町市立美麻小中学校などの小中学校に出向き、深刻な少子・人口減少地域における授業づくりについて助言・指導を行い、未来型(次世代型)学習に取り組む学校現場の環境づくりを支援した。また、大町市のICT教育推進委員長として、2ヶ月に1度の頻度で推進会議やタブレット型PCの研究授業等に指導者として出向き,タブレットを活用した授業のあり方を公立学校の先生たちと共に議論する機会を設けた。また、5月19日20日には民間企業と連携してニュージーランドの教育関係者を招き、「ニュージーランドフェアIN長野」を開催し、シンポジウムや交流会を実施した。その中で、次世代型の教育を構想する上でのヒントを得つつ、日本からの教育体験ツアーの企画を具体化する協議を重ねた。そして、8月にはニュージーランド・クライストチャーチ市内での「ニュージーランド学校臨床実習」を実施し、9月にはデンマーク・ゲントフテ市の公立学校等をフィールドとする教育視察を実施した。そこでは学習者の主体的な学びについてのワークショップ研修にも参加し、次世代型学習のイメージトレーニングを受けた。これら海外での研修報告は、学内で参加学生によるプレゼンテーションの機会を設け、新しい学びのスタイルを研究発表した。計画段階では次世代型学習のモデル授業を最新のICTを活用して試行実践していただく予定であったが,業者から提案された水準のICT活用教育のハードウェアおよびソフトウェアと,公立小中学校から募った協力校の先生方のICT環境および活用能力の水準にはまだ大きなギャップがあるため,モデル授業を強引にすすめるよりも,授業観を柔軟にとらえられるような校内研修やICT機器の活用研修を各学校の実情に合わせて優先することにした。本研究プロジェクトのメンバーにより「次世代型学習を考える会」を結成し、3年間に計7回の学習会を実施して、過疎地小規模校をハンディキャップのある教育環境とするのではなく、むしろ小規模校・少人数学級ならではの質の高い教育方法モデルを開発するという方向性での実践的研究に取り組んだ。そのために必要な条件は何かを洗い出し、ICTを活用しつつ,学習者が自律的かつ協同的に学ぶ学習スタイルを導入する実践を小中学校において実践した。本研究では,未来型学習スタイルと考える授業方法をモデル化し(1年目),小中学校の現職教員の研究協力者らによる実践を通して授業方法を修正・調整し(2年目),その授業方法を過疎地の学校に普及していく上で参考にできる「ICT活用実践コース事例集」を大町市教育委員会と連携して作成した。これにより一般の教員が最先端のICTを活用した協同的な学びと自律的な学習を重視した教育方法を実践していく際のガイドラインが設定できた。また、今後の過疎地・小規模校に求められる学習指導および教育観について、長野県上水内郡信濃町立信濃小中学校が義務教育学校になるまでの歩みを事例に、一冊の本「山と湖の小さな町の大きな挑戦」にまとめることができた。

さらに、ニュージーランドをはじめとする海外の自律的な学習を支援している教育方法を映像資料として撮り集め、それらを「主体的・対話的な学び」という観点から編集した教員研修用のDVD教材を開発した。この映像教材は6月より順次長野県の各研修講座にて活用されることになっている。小規模校をハンディキャップのある教育環境とするのではなく、むしろ小規模校・少人数学級ならではの質の高い教育方法モデルを開発するという方向性での実践的研究に取り組み、「ICT活用実践コース事例集」を大町市教育委員会と連携して作成した。また、今後の過疎地・小規模校に求められる学習指導および教育観について、長野県上水内郡信濃町立信濃小中学校が義務教育学校になるまでの歩みを事例に、一冊の本「山と湖の小さな町の大きな挑戦」にまとめた。さらに、ニュージーランドの自律的な学習を支援している教育方法を映像資料として撮り集め、「主体的・対話的な学び」という観点から編集した教員研修用のDVD教材を開発した。当初計画では、1年目にクラウドを利用した双方向型の未来型学習モデルを具体化し、2年目は長野県内の僻地校に勤務している小中学校の教員(研究協力者)に,ICTを活用した学習モデルを実践してもらい、3年目に「指導の手引き」を製作するとしていた。しかし、僻地小規模校での人事異動が予想以上に多く、研究組織体制の再構成に時間を要したことや、実践研究に活用するICT関連ソフトの開発が急速に進化したことから、未来型学習モデルの作成に更に時間をかけることとした。ただし、当初計画に対するこの遅れは、研究成果を高めるためにはむしろ妥当な計画変更であり、2年目となる平成27年度と平成28年度の取り組みにより、目的を達成することは可能である。3年目となる平成28年度は,斬新な未来モデルの学習指導モデルを考案するのではなく,ICTを苦手とする学校・教員をターゲットにして,いかに伝統的な教授スタイルと指導方法から脱却して,新しいICT機器に馴染んでいただけるかという課題をさらに追究するとともに,授業者と学習者との関係性を刷新する次世代型学習の授業モデルを具体的に提案していく実践研究に取り組む。教育方法学2年目となった平成27年度は、4月5月に実践研究を行う予定の学校との連携協議を行い、6月には「次世代型学習を考える会」を発足することになった。8月にはニュージーランドへの10日間の研修に出かけ、9月にはデンマークへ10日間の研修を計画している。これら海外の学校現場でのアクティブラーニングを参考に、未来型学習モデルを複数パターン構築し、11月1月の間に試行実践を行う。長野県内の僻地校に勤務している小中学校の教員(研究協力者)に,ICTを活用した学習モデルを実践してもらい、3年目には「指導の手引き」を製作するという計画は予定通り遂行する。課題としては、学校現場で試行実践を依頼するにあたり、当初計画よりも協力校が増えたために、タブレットPCの数が足りないことであるが、某企業との提携により、リース契約ないしモニター契約をして端末を調達することを検討している。
構文の下位類に関する記述的及び理論的研究

本研究は、各研究分担者の分担構文に関して、現代英語における各構文を詳細かつ網羅的に記述し、それら下位構文に関する通時的及び類型論的研究を行うことを目的とし、コンピュータによる検索に適したコーパスを作成しつつ研究を続けてきた。長原は、関係節についての従来の制限節、非制限節という二分法ではなく、補部の関係節を加えた三分法を提案し、特に、第三の補部の関係節について研究を進めている。児馬は、本概要に記載の著書に加えて、本年度はthat-trace効果に関する英語の歴史的変化と生成文法理論におけるパラメターとの理論的関係についての考察を公刊した。八木は、英語のevenや日本語の「さえ・すら」のような焦点化辞の作用域等の特徴についての説明理論を提案し、既刊の一篇を含む二篇の論文を研究成果報告書に掲載する。河野は、本研究成果報告書掲載の論文に加えて、命題と述語の機能に関する論文と、焦点化とstrippingの関係についての論文を公刊した。バウチャーは、sports commentariesについての研究の一部を1998年に公刊しているが、研究成果報告書には音声面の研究成果を掲載する。各分担構文の記述的研究を最大限詳細かつ網羅的にするという方針の下、本年度はまず、言語事実の調査のためのコンピュータ・コーパスの拡充・整備に力を注いだ。Gutenberg Archivesのデータベースを新たに入手し、Helsinki Corpusについては、検索に適した1行1文形式への転換を完了した。また、日本語コーパスについても1985年から1991年までの朝日新聞社説および天声人語を1行1文形式へ転換した。この基礎に基づき、各分担者とも、現在主として現代英語についての言語資料の収集、整理、分析を進めている段階であるが、本研究は下位構文に関する通時的および類型論的研究をも目標としており、この方面でも部分的に進展がある。本年度の進展を以下に略述する。長原は、way等に付く補部的関係節の初期近代英語以降の発達について明らかにしつつある。八木は、焦点化辞evenとの比較で、日本語の「さえ/すら」の作用域等の特徴について調査を進めている。鈴木は、unaccusativityが単に語彙的性質としてではなく、他の文構成要素(tense/aspect等)との合成的関係においても捉えられるべきであることを明らかにしつつある。Bowcherは、sports commentariesに関する資料収集をほぼ終え、音声的分析に着手した。児馬、河野はそれぞの担当構文の資料の収集、整理を行なっている段階である。予定より若干遅れ気味であるが、全体としては、当初計画に従い、ほぼ順調に進捗している。資料の収集、分析に当たっては、コンピュータ・コーパスがまだ一部検索に適した形になっていない、日本語資料の種類と規模がまだ不十分である、等の問題があり、これらについては来年度以降も引き続き対処する方針である。本研究は、各研究分担者の分担構文に関して、現代英語における各構文の下位構文を詳細かつ網羅的に記述し、それら下位構文に関する通時的及び類型論的研究を行うことを目標としている。昨年度は、購入した機材によりGutenberg E-textと朝日新聞社説・天声人語をsourceとする1行1文形式のデータベースを作成するなど、資料作成に重点を置きつつ研究に着手した。本年度はこの資料をさらに活用し、本年度購入の書籍を参考文献に加え、主として現代英語に関する分析と通時的研究を進めた。その成果の一部はすでに論文の形でまとめられ、本年中の刊行が予定されている。具体的には、八木、児馬、河野、鈴木、Bowcherの研究成果の一部が、本報告書裏面に記載の通り現在印刷中である。なお、八木論文は昨年度研究実績報告書に記載の型論的考察を含むものである。それ以外の進展として、長原は、長原(1990)で存在を指摘した「補部の関係節」について、昨年度の初期近代英語以降の発展についての調査に加えて、本年度は、それが時制に関する振る舞いの点でも他の下位構文と異なることを現代英語について検証する作業を進めている。補部の関係節という概念は、現在のところ、広く理解され受け入れられるには至っていない概念であるから、検証ができればその意義は大きいと思われる。通時的研究と類型論的研究は、予定より若干遅れ気味であるが、全体としては、当初計画に従い、ほぼ順調に進捗している。

類型論的研究に必要となる日本語資料の種類と量については現在も不十分な状態が続いており、来年度も引き続き対処する予定である。本研究は、各研究分担者の分担構文に関して、現在英語における各論文を詳細かつ網羅的に記述し、それら下位構文に関する通時的及び類型論的研究を行うことを目的とし、コンピュータによる検索に適したコーパスを作成しつつ研究を続けてきたが、以下では、平成9年度の成果について報告する。長原は、関係節についての従来の制限節、比制限節という二分法ではなく、補部の関係節を加えた三分法を提案し、特に、第三の補部の関係節について研究を進めている。児馬は、本年度はthat-tarce効果に関する英語の歴史的変化と生成文法理論におけるパラメターとの理論的関係についての考察を公刊した。八木は、英語のevenや日本語の「さえ・すら」のような焦点化辞の作用域等の特徴についての説明理論を提案し、既刊の一篇を含む二編の論文を研究成果報告に掲載する。河野は、研究成果報告書掲載の論文に加えて、命題と述語の機能に関する論文と、焦点化とstrippingの関係についての論文を公刊した。バウチャーは、sports commentariesについての研究の一部を1998年に公刊しているが、研究成果報告書には音声面の研究成果を掲載する。
主観的情報処理原理に基づくユーザ支援型地図画像情報システム

1.主観的情報加工によるデフォルメ地図の生成現在地点から目標地点までの経路を知りたいユーザに,両地点に焦点を当てたデフォルメ地図を呈示することは,とりわけ有用な地図理解支援方法と想定される.本研究では,オリジナル画像あるいは道路ネットワークデータからユーザの主観的選好を反映させつつ,地図画像を対話的に加工することによって,デフォルメ地図画像(略地図)を作成する方法を考察した.ここでは,任意の2地点間の経路を示す略地図を生成することをテーマとし,ユーザの要求条件に柔軟に追随できる経路探索,及びユーザがパラメータにより指定したデフォルメ度合に対応した略地図生成が可能であることが提案手法の特徴である.2.メディア統合・変換に基づく地図理解支援言語メディアと図形メディアにおける情報伝達特性の相補性に着目して,略地図に対応する案内文を,経路の移動に伴い同期的に生成する手法を与えた.提案手法は図形メディアから言語メディアへの変換の一手法と位置付けられる.一方,その逆変換として,ユーザから入力される地理説明文を言語解析し,キーワード列を抽出した後,道路ネットワークと整合する部分を図形情報に変換することにより,経路パターンとして地図画像に重畳描画する手法の基礎検討も行った.3.プロトタイプシステムの構築本研究での成果を有機的に結合させたユーザ支援型地図画像情報システムのプロトタイプを構成し,情報検索,道路ネットワーク生成,経路プラニング,略図生成,案内文生成などのモジュールを整備した.システム化を通して,画像データと記号データの一元的な処理技法が極めて重要であるという知見を得た.今後は,システム化技法に関する問題点を整理すると共に,本システムを特徴付ける主観的情報処理原理の体系化を図って行く.1.主観的情報加工によるデフォルメ地図の生成現在地点から目標地点までの経路を知りたいユーザに,両地点に焦点を当てたデフォルメ地図を呈示することは,とりわけ有用な地図理解支援方法と想定される.本研究では,オリジナル画像あるいは道路ネットワークデータからユーザの主観的選好を反映させつつ,地図画像を対話的に加工することによって,デフォルメ地図画像(略地図)を作成する方法を考察した.ここでは,任意の2地点間の経路を示す略地図を生成することをテーマとし,ユーザの要求条件に柔軟に追随できる経路探索,及びユーザがパラメータにより指定したデフォルメ度合に対応した略地図生成が可能であることが提案手法の特徴である.2.メディア統合・変換に基づく地図理解支援言語メディアと図形メディアにおける情報伝達特性の相補性に着目して,略地図に対応する案内文を,経路の移動に伴い同期的に生成する手法を与えた.提案手法は図形メディアから言語メディアへの変換の一手法と位置付けられる.一方,その逆変換として,ユーザから入力される地理説明文を言語解析し,キーワード列を抽出した後,道路ネットワークと整合する部分を図形情報に変換することにより,経路パターンとして地図画像に重畳描画する手法の基礎検討も行った.3.プロトタイプシステムの構築本研究での成果を有機的に結合させたユーザ支援型地図画像情報システムのプロトタイプを構成し,情報検索,道路ネットワーク生成,経路プラニング,略図生成,案内文生成などのモジュールを整備した.システム化を通して,画像データと記号データの一元的な処理技法が極めて重要であるという知見を得た.今後は,システム化技法に関する問題点を整理すると共に,本システムを特徴付ける主観的情報処理原理の体系化を図って行く.本研究の目的は,画像処理/認識/生成,データベース,知識処理,マルチメディア処理などの諸技術を統合し,多様性のある情報源から,ユーザの要求に応じて,真に必要な情報のみを獲得・加工・生成する,新しいタイプの情報システムを構成すると共に,主観的情報処理と名付ける新しいパラダイムを明確化することにある.本年度は以下のテーマについて考察した。1.地図画像からの論理的情報の獲得と構造化手法の検討本年度は,ユーザの要求を満たす論理的情報を各種の画像処理/理解手法を駆使して地図画像から獲得する方式を明確化し,システムにモジュール化して実装した.ここでは,ベクトル表現された地図画像から,道路と交差点の幾何図形的特徴に着目して,種々の応用に対するデータ源となる道路ネットワーク(交差点,道路をそれぞれ節点,枝とし,長さ,形状,名称などの属性を付加したグラフ)の抽出,構造化手法を考案した.設備備品で購入したワークステーション(SparcStation5)で評価実験を行った結果,95%以上の抽出率を得た.2.インタラクティブ情報加工によるデフォルメ地図作成方式の検討本研究では,ユーザの地図理解を支援するために,オリジナル画像あるいは道路ネットワークデータに基づき,対話的に加工してデフォルメ地図を生成する手法を考察した.本手法では,経路探索基準及びデフォルメ度合にユーザの選好を反映させることができ,さらに地図画像に補足する形式で説明文を表示することができる.本手法を前述のワークステーションに実装し動作例を基に操作性を評価したところ,良好な結果を得た.1.主観的情報加工によるデフォルメ地図の生成現在地点から目標地点までの経路を知りたいユーザに,両地点に焦点を当てたデフォルメ地図を呈示することは,とりわけ有用な地図理解支援方法と想定される.本研究では,オリジナル画像あるいは道路ネットワークデータからユーザの主観的選好を反映させつつ,地図画像を対話的に加工することによって,デフォルメ地図画像(略地図)を作成する方法を考察した.ここでは,任意の2地点間の経路を示す略地図を生成することをテーマとし,ユーザの要求条件に柔軟に追随できる経路探索,及びユーザがパラメータにより指定したデフォルメ度合に対応した略地図生成が可能であることが提案手法の特徴である.2.メディア統合・変換に基づく地図理解支援

言語メディアと図形メディアにおける情報伝達特性の相補性に着目して,略地図に対応する案内文を,経路の移動に伴い同期的に生成する手法を与えた.提案手法は図形メディアから言語メディアへの変換の一手法と位置付けられる.一方,その逆変換として,ユーザから入力される地理説明文を言語解析し,キーワード列を抽出した後,道路ネットワークと整合する部分を図形情報に変換することにより、経路パターンとして地図画像に重畳描画する手法の基礎検討も行った.3.プロトタイプシステムの構築本研究での成果を有機的に結合させたユーザ支援型地図画像情報システムのプロトタイプを構成し,情報検索,道路ネットワーク生成,経路プラニング、略図生成,案内文生成などのモジュールを整備した.システム化を通して,画像データと記号データの一元的な処理技法が極めて重要であるという知見を得た.今後は、システム化技法に関する問題点を整理すると共に,本システムを特徴付ける主観的情報処理原理の体系化を図って行く.
マイクロ流路を用いた花粉管間相互作用の定量解析

花粉管ガイダンスは、雄性配偶体である花粉管を雌性配偶体へと的確に導く受精に重要な機構の一つである。近年、誘引物質が同定されるなど分子レベルの解析が進められているが、雌性配偶体に進入する花粉管数が1本に制限される仕組みはよく分かっていない。本研究課題では微細加工技術を駆使してイクロ流路を作製し、ライブイメージングにより花粉管間における相互作用について調べた。その結果、花粉管同士がかろうじてすれ違うことのできる流路幅においても、顕著な相互作用は認められなかった。花粉管間の相互作用の解析には、二光子顕微鏡を駆使してin vivoにおけるライブイメージングから忌避反応を捉える必要があると考えられる。有性生殖を営むすべての生物にとって、次世代へ遺伝子を継承する受精の成否は種の保存と繁栄に重要であり、植物では農作物の収穫量に直結する問題となる。被子植物における花粉管ガイダンスは、雄性配偶体である花粉管を雌性配偶体へと的確に導く受精に重要な機構の一つとして知られている。近年、花粉管が雌性配偶体に誘引される際の誘引物質が同定され、分子レベルの解析が進められている。一方、動物の多精拒否機構が知られるように、植物でも雌性配偶体に進入する花粉管は通常1本のみである。この機構として花粉管同士の反発作用が働く可能性が考えられるが、花粉管間における相互作用については知られていない。雌性配偶体内は複雑で内部をイメージングすることは技術的難易度が高いことが理由の1つと考えられる。そこで、本研究課題では、微細加工技術を駆使してイクロ流路を作製し、ライブイメージングにより花粉管の動態を観察した。その結果、花粉管同士がかろうじてすれ違うことのできる流路幅においても、花粉管間における顕著な相互作用を示す運動は検出されなかった。次に、花粉管の誘引物質に対する反応を従来のT字路型のマイクロ流路を十字路に変更して定量したところ、誘引される花粉管は約60%に留まることが分かり、十字路のマイクロ流路は誘引物質に反応した花粉管のみを集めるのに有効なデバイスであることがわかった。今後、花粉管同士の相互作用をより詳細に調べるためには、誘引応答能を獲得した花粉管同士での相互作用を調べる実験基盤が必要であると考えられる。
アフリカ村落地域における出産をめぐる男性の役割に関する人類学的研究

本研究は、エチオピア西南部に位置する少数民族の村落を調査対象として、出産環境の現状と課題を明らかにすることを目的として、とくに男性が担う役割について検討するものである。2018年度の研究成果としては以下の2点があげられる。1)本研究に関連して、調査地域における医療施設での出産に関するこれまでの調査結果をまとめ、研究ノートとして刊行した。調査地域においては、妊産婦死亡率の低減を目指し、医療施設での出産を推進・浸透させるための方策がおこなわれているが、実際には妊婦に対して心理的負担を強いるような状況をうみだす側面があり、妊産婦ケアという本来の目的にそぐわないものになっていることを指摘した。2)2019年3月9日から26日にかけてエチオピア西南部マーレ農村において、フィールドワークを実施した。世帯訪問をおこない、既婚男女を対象に家族計画の浸透度、選択にかかわる夫婦間の意思決定のプロセスについて聞き取りをおこなった。その結果、内発的に家族計画を推進する動きが女性のあいだでおこっていたことと、そのプロセスにおいて配偶者との交渉が重要であることが示唆された。また、現在においては、女性が積極的に選択をおこなう場合と、男性が家族計画の推進に意欲的な態度を示す場合とがみられた。これらの夫婦間の交渉について、今後の研究において考察を深めていく必要がある。なお、2018年度の計画として当初発表を予定していたthe 20th International Conference of Ethiopian Studiesは、本務との兼ね合いより参加を辞退せざるを得なかった。発表を予定していた国際学会への参加を辞退せざるを得なかったものの、これまでの研究成果をまとめ、論文として刊行するとともに、現地調査は当初の予定通り、順調に終えることができた。2019年度に予定していた学会発表に関しては、所属機関の変更に伴う準備期間の不足から2020年度に見送ることになる予定である。2018年度の調査結果については、2019年度中に論文として取りまとめ、学会誌に投稿予定である。また、数週間から1か月程度の現地調査を実施することにより、出産の場における男性の役割について検討をおこなう。
高次元データの時間変動相関によるグルーピングの変化の解析

多領野fMRIデータを用いた脳領野間の結合を推定するための推定方法の開発を行った。本課題で扱う結合は領野間の活動の相関を因果的にとらえた有向性の結合である。本年度は昨年度課題としていたスパース推定に取り組んだ。結合推定の手法であるDynamic Causal Modeling (DCM)において結合係数の推定は最尤推定によって実行される。一般に目的関数に最適化変数の絶対値を罰則項として導入することによりスパースな解が得られることが知られている(L1スパース推定)。脳の情報処理を調べるには全脳が完全結合していると考えるより、重要な領野間がスパースに結合していると考え調べることが重要だと考えられるため、脳領野間の結合推定にL1スパース推定を用いた。L1スパース推定では予測関数が最適化変数の線形で表せる場合は、高速に最適解を求める方法が知られているため、DCMによるfMRI信号の予測を線形近似してL1スパース推定を行うことを試みた。しかし、DCMにおいては本課題で用いた線形近似では複数領野を経由するような結合がうまく表現できないことが分かった。そこで、予測関数が非線形になる場合のL1スパース推定において用いられる手法を導入し、現在研究結果をまとめている。昨年度、相関解析により多領野間がクラスター状に結合する構造を持つことが分かったが、本年度のL1スパース推定の結果と合わせ、脳領野間の重要な結合を取り出すことにより、脳領野間の結合が時間変動するクラスターに分解できることが期待される。本研究により、多領野のfMRIデータという高次元データから時間変動する結合による脳領野間の結合クラスターの変化を知ることができるため、本申請の目的に対して貢献できたと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。多領野fMRIデータを用いた脳領野間の活動の結合を推定するための推定方法の開発を行っている。ここで述べている結合は領野間の活動の相関を時間的にとらえた場合の結合で方向を持っている。この結合の推定で近年よく使われている手法であるDynamic Causal Modeling (DCM)がある。そこで、我々はDCMの推定性能の評価を行うために、数値シミュレーションを用い、データを出力したモデルが分かっている場合に、推定モデルに対して何の仮定も置かないモデルからシミュレーションモデルが復元できるかを調べた。該当研究の内容を2015年3月21日(土)に早稲田大学で行われた日本物理学会第70回年次大会において“DCMによる脳領野間の有効結合の推定"という題目で口頭発表した。また、2015年3月11日(水)のワークショップ“Workshop on fluctuating activity in neural networks"にて“Estimating effective connectivity between brain areas with DCM. "というタイトルで口頭発表を行った。多領野の結合推定にDCMを用いるために現在はスパース推定を行うことを取り組んでいる。現在、相関解析により多領野間がクラスター状に結合する構造を持つことが分かっている。我々は、スパース推定を用い脳領野間の重要な結合を取り出すことにより、脳領野間の結合が時間変動するクラスターに分解できるのではないかと考え研究を進めている。本研究が達成されれば、多領野のfMRIデータという高次元データから時間変動するeffective connectivityによる脳領野間の結合クラスターの変化を知ることができるため、本申請の目的が達成できると考えている。スパース推定などの現代的な手法を取り入れ、研究を進めている。現在取り組んでいる脳領野間の結合推定手法に関する推定能力の評価についての研究は、平成25年度に2回の国内会議での口頭発表を行い、また本年度には研究内容を論文にまとめる予定であり、研究については指導教官からの指導も受け順調に進んでいると考えている。

本年度が採用最終年度であるため、研究内容を論文に取りまとめる予定であり、その内容を持って、博士課程の修了を目指す。そのために、「研究実績の概要」でも述べた通り、脳の多領野間の結合推定にDynamic Causal Modeling (DCM)を用いるためにスパース推定を行う。スパース推定は現在活発に研究されている課題の一つであり、脳領野間の結合推定に導入することにより、重要な結合様式に関する新たな発見ができると期待している。本年度はこの研究内容に関して、国際学会での発表を目指す。27年度が最終年度であるため、記入しない。
ジオキシゲナーゼ型酸素化機能を発現する非ヘム有機鉄活性種の構造と物性

FeCl_3,ピリジン,ビピリジンをTHF溶媒中で混合して生成する錯体は, 3.5-ジーt-ブチルカテコールのようなアルキル置換カテコールを酸素化する.この酸素機構は種々の点でピロカテカーゼの様な鉄酵素の機構と類似している.しかし,酸素化以外の反応(キノン生成)が起こること,選択性制御機構が不明であることなど解決されるべき多くの点が残されている.本研究では,この錯体を基礎に酵素のような高選択的触媒の改発,酵素反応機構解明に役立つ情報の収集を目的に,反応中間体の構造の分光学的解明と拡張ヒュッケル法による量子化学計算を行い,反応機構の検証を行った.錯体溶液の電子スペクトルは,ピリジン濃度に著しく依存した.低濃度のピリジンでは700nm付近に極大吸収を示す錯体が生成した.この錯体は別途にナトリウセヤミキノナトとFeCl_2との反応でも生成したので,ビリジン配位子のないカテコラート鉄(III)錯体と考えられる.高濃度のビリジン存在下,例えばピリジン溶媒中では, 550nm, 975nmに吸収をもつ錯体が生成した.この錯体は,カテコール:鉄=1.1の錯体で, 1000nm付近でε=1000の吸収を示すこと,置換基を^tBu, Me, Hと変えると短波長側へシフトすることから, Fe→セミキノナート配位子への遷移と考えられた.このことはセミキノナート鉄(II)錯体の生成を示唆するもので, 110Kで測定したメスバウアースペクトルにおける高スピン型鉄(II)錯体の存在と一致した.中間錯体の構造としては種々のものが考えられるが,分光学的には一義的に決められない点がある.可能な構造について,拡散ヒュッケル法で計算すると次のことが判った.1)カテコールの鉄への配位は,置換基に近い側のOH酸素の方が強い.2)単座配位錯体は,セミキノナート鉄(II)への方がカテコラート鉄(III)より安定である.3)酸素が鉄(II)に配位することによりFe-O^-_2は安定化する.FeCl_3,ピリジン,ビピリジンをTHF溶媒中で混合して生成する錯体は, 3.5-ジーt-ブチルカテコールのようなアルキル置換カテコールを酸素化する.この酸素機構は種々の点でピロカテカーゼの様な鉄酵素の機構と類似している.しかし,酸素化以外の反応(キノン生成)が起こること,選択性制御機構が不明であることなど解決されるべき多くの点が残されている.本研究では,この錯体を基礎に酵素のような高選択的触媒の改発,酵素反応機構解明に役立つ情報の収集を目的に,反応中間体の構造の分光学的解明と拡張ヒュッケル法による量子化学計算を行い,反応機構の検証を行った.錯体溶液の電子スペクトルは,ピリジン濃度に著しく依存した.低濃度のピリジンでは700nm付近に極大吸収を示す錯体が生成した.この錯体は別途にナトリウセヤミキノナトとFeCl_2との反応でも生成したので,ビリジン配位子のないカテコラート鉄(III)錯体と考えられる.高濃度のビリジン存在下,例えばピリジン溶媒中では, 550nm, 975nmに吸収をもつ錯体が生成した.この錯体は,カテコール:鉄=1.1の錯体で, 1000nm付近でε=1000の吸収を示すこと,置換基を^tBu, Me, Hと変えると短波長側へシフトすることから, Fe→セミキノナート配位子への遷移と考えられた.このことはセミキノナート鉄(II)錯体の生成を示唆するもので, 110Kで測定したメスバウアースペクトルにおける高スピン型鉄(II)錯体の存在と一致した.中間錯体の構造としては種々のものが考えられるが,分光学的には一義的に決められない点がある.可能な構造について,拡散ヒュッケル法で計算すると次のことが判った.1)カテコールの鉄への配位は,置換基に近い側のOH酸素の方が強い.2)単座配位錯体は,セミキノナート鉄(II)への方がカテコラート鉄(III)より安定である.3)酸素が鉄(II)に配位することによりFe-O^-_2は安定化する.
交通流および自己駆動粒子系の流動機構の解明

交通流を典型とする自己駆動粒子系における巨視的な流動形態の形成が、多体効果による動力学的な相転移現象であり、力学系におけるホップ分岐現象として理解できることを理論的に明らかにした。また、ナゴヤドームにおける実車両を使った実証実験を行い、渋滞などの巨視的流動形態の形成過程における詳細な時系列データを測定した。さらに、群衆や生物集団の運動における数理模型による計算機シミュレーションを行い、実現象に見られる流動形態や群知能的振舞いを再現した。渋滞および動的クラスタ発生の力学的機構は、「粒子集団の多体効果による揺らぎの増幅による一様状態の不安定化」による動的相転移が「マクロな動的クラスタの形成によるシステム全体の安定化」と考えられる。実証実験として、交通流の渋滞形成における非平衡過程の時系列詳細データの計測のため、ドーム球場を利用する円形サーキットにおける走行実験を、天井の全周カメラによる動画像及びレーザースキャナによる計測の方法を開発しチェックし、本実験の準備をした。また、ネットワークトラフィックのデータ計測のため機器を搬入し計測を始め、収集データを解析した。自己駆動粒子系の数理模型(OV模型)は、非線型非対称力による散逸系として、交通流をはじめ多くの流動粒子系に共通の物理的特徴を示す。そのクラスタ形成の動的相転移現象が、新しい型のHopf分岐として理解できることを示した。追従性と排除性を持つ3次元OV模型による群れ形成のシミュレータを試作し試行実験を行なった。非対称相互作用における粒子系は、非平衡系における粒子密度をパラメータとする動的相転移を示し、少数でも多体効果を引き起こし、冪乗則のゆらぎを示し、マクロなクラスタの形成とその多彩な形体と多自由度の運動は、生物系の現象を物理学的に説明する力学としての可能性を示すことを明らかにした。交通渋滞および一般に非平衡系の動的クラスタ発生の力学的機構は、粒子集団の多体効果による一様状態の不安定化による相転移現象である。交通渋滞における物理機構の実証実験および渋滞形成における非平衡過程の詳細データ計測のため、ナゴヤドーム球場アリーナにおいて円周サーキットにおける車両による走行実験を実施した。天井の全周カメラによる動画像を撮影し、同時に高速回転レーザースキャナによる車両位置変化の時系列データを取得した。実験は、二日間で台数を20台から40台まで、2台ずつ増やし、20回におよぶ実験走行を行い、渋滞形成の起こる臨界台数の範囲や複雑な車両流れの揺らぎの詳細な時系列データを得た。現在、得られたデータの解析中である。自己駆動粒子系の数理模型(OV模型)は、非対称力による散逸系として、交通流をはじめ多くの流動粒子系に共通の物理的特徴を示す。このシステムにおいて現れるクラスタ形成の相転移現象が、多体系のHopf分岐現象であり、サブクリティカル型のメタ安定転移であることを解析的に示した。これは、現実の高速道路で発生する渋滞に一般的に見られる性質について、初めて物理的現象として説明できることを(数値シミュレーションではなく)解析計算により理論的に示したものである。2次元OV模型が形成する多彩なマクロ形体と多自由度の運動について、幾何学的安定性の解析を行った。それにより、生物集団の群れ形成現象を物理学的に説明する力学としての可能性を示した。交通渋滞および自己駆動粒子集団の流動クラスタ発生の力学的機構は、非平衡散逸多体系の動力学的な相転移現象である。渋滞形成理論の実証実験および渋滞形成における非平衡過程の詳細データ計測のため、昨年度ナゴヤドーム球場アリーナにおいて円周サーキットにおける走行実験を実施し、本年度は現象解析を行った。今回の実験における20ランから得た測定データは、清浄化を終え、秒単位の車両の位置と速度による基本データを作成し終わった。今後、この1次データより様々な2次データを作成し多角的な分析が可能である。これまでの解析では、サーキット実験における渋滞発生が起こる臨界車両密度は、平均車両間隔で約8.810.0mであり、このあたりが300m程度の走行の長さ・速度スケールにおける臨界車間の範囲であり、渋滞形成が起こる一様流の不安定相の領域と思われる。高速道路における臨界車両密度との比較には物理的なスケール変換が必要だが、実験により世界で初めて臨界密度の数値を特定した。また平均車間8.8m以下の高密度では、渋滞は発生せず、低速な一様流が観測された。高密度状態における低速一様流の存在については、高速道路における観測は難しく、世界的な議論になっており、我々はボトルネックのないサーキット実験により初めて見出した。この成果は、交通渋滞の発生が多体相互作用による動的な相転移現象であるという物理理論を裏付ける重要な証拠となるものである。今回のドーム実験で確立した、広い領域における全体映像の撮影方法と秒単位での個体集団の運動の時系列測定の技術は、今後、群衆などの自己駆動粒子集団の運動の実験・測定に応用可能であり、精密データによる本格的な科学研究の道を拓くものである。