hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
工学系大学・学部における工業科教員養成カリキュラムと実習内容に関する実証的研究

本研究は、大きく1質問紙調査、2事例研究の2つの調査・分析を実施する。質問紙調査では、大学における工業科教員の養成の営みの全体像を把握するとともに、各大学が編成する工業科教員養成のためのカリキュラムの特徴を明らかにする。事例研究では、質問紙調査により抽出された各大学・学部のシラバスなどを調査し、具体的な教育内容、とりわけ専門科目で行われている実習の内容を、高校工業教育の実習内容との関連で検討する。こうした研究成果の総括し、本研究では日本の工業科教員養成システムの成果と課題について検討するとともに、工業科教員養成の改善方策を構築する。
子宮内膜癌の浸潤、転移に関わる癌遺伝子と癌幹細胞の相関解析

臨床検体を用いたTSC403遺伝子の発現の解析を行った。子宮内膜癌組織でより発現の程度が高い傾向を認めた。遺伝子増幅は認めなかった。TSC403遺伝子発現細胞株を用いてIn vitroにおける癌細胞の浸潤能解析を行った。有意な相関はなかった。正常子宮内膜組織検体と子宮内膜癌組織検体について、iTRAQ法を用いて、発現が増強または減弱していた蛋白質を同定した。そのうち蛋白質Xについては、抗がん剤薬剤感受性に関係した。癌幹細胞の解析は、CD133を幹細胞表面マーカーとしFACSflow cytometryにより行った。癌幹細胞を継代培養したが、その培養継続はできなかった。また子宮内膜癌組織より、癌細胞からの新しいがん細胞調整法CTOS: cancertissueoriginated spheroidを試みた。子宮内膜癌において培養細胞(CTOS)の作成に成功した。作成したCTOSは、抗がん剤によるin vitro薬剤感受性試験を行うことができた。本研究は、子宮内膜癌の新たな治療システムの開発に貢献が可能である。子宮内膜癌の浸潤、転移に関連する遺伝子としてTSC403/DC-Lampは有力な候補であると考えられ、臨床検体を用いてのその発現の解析を検討している。正常子宮内膜組織および内膜癌の前癌病変とされる子宮内膜増殖症では発現の程度は低く、子宮内膜癌組織で発現の程度が高い傾向が認められた。TSC403遺伝子をターゲットとしてゲノムDNAを用いてCompetitive PCR (PCR-MIMIC)法によるTSC403遺伝子の増幅については、これまでの検討では明らかなその増幅については認めなかった。TSC403/DC-Lamp遺伝子の発現ベクター(pCMV-script LAMP3 vector)を作成し、子宮内膜癌培養細胞株にベクターを導入し、安定的にTSC403/DC-Lamp遺伝子高発現の認められる子宮内膜癌培養細胞株の樹立に成功した。さらにこれらの細胞株において、TSC403/DC-Lamp遺伝子産物は、siRNAによりその発現を特異的に抑制し可能であった。これらの子宮内膜癌培養細胞株を用いて、In vitroにおける癌細胞の浸潤能との相関について解析を行っている。また、正常子宮内膜組織検体と子宮内膜癌組織検体における蛋白質発現をiTRAQ法を用いることにより網羅的解析および比較をして、内膜癌組織において共通して発現が増強または減弱していた蛋白質の候補をそれぞれいくつか同定し、これら候補蛋白質計について、解析する。子宮内膜癌における癌幹細胞の解析に関しては、まず数例の子宮内膜癌組織を処理し、CD133+の幹細胞表面マーカーとしFACS flow cytometryにより細胞の選別を行った。分離された癌幹細胞の候補を無血清培地で継代培養の系を樹立した。継代培養を行っている細胞を用いてFlow cytometry、免疫組織染色による癌幹細胞の検証を行う。TSC403遺伝子の発現の解析については、更に症例を追加し検討を行った。正常子宮内膜組織および子宮内膜増殖症ではその発現の程度は低く、子宮内膜癌組織でより発現の程度が高い傾向を認めた。Competitive PCR(PCR-MIMIC)法によるTSC403遺伝子の増幅については、明らかな増幅を認めた症例はなかった。TSC403遺伝子高発現の認められる子宮内膜癌培養細胞株を樹立し、これらを用いてIn vitroにおける癌細胞の浸潤能との相関について解析を行った。また、正常子宮内膜組織検体と子宮内膜癌組織検体における蛋白質発現についてiTRAQ法を用いて比較し、内膜癌組織において共通して発現が増強または減弱していた蛋白質の候補をそれぞれいくつか同定しえた。これらの候補蛋白質について、その機能と腫瘍の増殖・浸潤・転移・抗がん剤薬剤感受性との相関を解析している。子宮内膜癌における癌幹細胞の解析は、まず数例の子宮内膜癌組織を処理し、CD133+を幹細胞表面マーカーとしFACS flow cytometryにより細胞の選別を行った。分離された癌幹細胞の候補を無血清培地で継代培養の系を樹立したが、その培養継続については困難であった。癌幹細胞の候補の継代培養を試みるのと並行して、子宮内膜癌組織より、癌細胞からの新しいがん細胞調整法CTOS : cancer tissue-

originated spheroid (Proc Natl Acad Sci USA,2011;108(15):6235-40.)を試み、その結果、細胞間の接着(cell-cell contact)を維持した状態で球状(Spheriod)の培養細胞(CTOS)を得ることが、子宮内膜癌において成功した。CTOSは、原発巣がもつ多くの形質を保持しており、培養細胞(CTOS)上およびマウスで再形成させた腫瘍も、原発巣と非常に近似した組織像を示す。CTOSは、抗がん剤等のin vitro薬剤感受性試験(スクリーニング)へ応用可能であり、ヌードマウス皮下の移植により原発巣と非常に近似した腫瘍を再形成することを用いて、in vivo薬剤感受性試験(スクリーニング)への応用も可能と考えられる。したがって、本研究により、子宮内膜癌の新たな癌発症メカニズムの解析、治療法の開発に貢献が可能と考えられる。臨床検体を用いたTSC403遺伝子の発現の解析は、ほぼ終了した。正常子宮内膜組織および子宮内膜増殖症ではその発現の程度は低く、子宮内膜癌組織でより発現の程度が高い傾向を認めた。Competitive PCR法による明らかな遺伝子増幅例はなかった。安定的なTSC403遺伝子高発現子宮内膜癌培養細胞株が得られたため、これらを用いてIn vitroにおける癌細胞の浸潤能との相関について解析を行ったが、有意な相関の結果は得られなかった。正常子宮内膜組織検体と子宮内膜癌組織検体における蛋白質発現についてiTRAQ法を用いて比較し、共通して発現が増強または減弱していた蛋白質の候補をそれぞれいくつか同定し解析した。そのうち蛋白質Xについては、抗がん剤薬剤感受性に関係する結果が得られ、そのメカニズムの解析を行う。子宮内膜癌における癌幹細胞の解析は、子宮内膜癌組織を処理し、CD133+を幹細胞表面マーカーとしFACS flow cytometryにより細胞の選別を行った。分離された癌幹細胞の候補を無血清培地で継代培養の系を樹立したが、その培養継続はできなかった。TSC403遺伝子の発現解析は、症例を追加しその検討は検討をおおむね順調に進展している。iTRAQ法を用い、内膜癌において発現が増強または減弱していた蛋白質の候補を同定しえた。これらの候補蛋白質について、その機能と抗がん剤薬剤感受性の解析へと研究は展開している。子宮内膜癌における癌幹細胞の解析は、癌幹細胞候補の選別が可能であり、分離された癌幹細胞候補の継代培養の系を樹立したが、その培養継続は困難であった。並行して、癌細胞からの新しいがん細胞調整法CTOS : cancertissue-originated spheroid (PNAS 2011;108(15):6235-40)を試み、細胞間の接着(cell-cell contact)を維持した状態で球状(Spheriod)の培養細胞(CTOS)を得ることに、子宮内膜癌において成功した。24年度が最終年度であるため、記入しない。
鎖骨頭蓋異形成症の矯正的歯の移動遅延の病態解明を目的としたＲｕｎｘ２の機能解析

Runx2は骨芽細胞分化の必須転写因子で、メカノトランスダクションに重要な因子である。鎖骨頭蓋異形成症患者の原因遺伝子はRunx2で歯の移動遅延が認められる。申請者のグループは同症の病態モデルのRunx2+/-マウスに実験的歯の移動を行い、歯の移動遅延および歯周組織の骨関連因子の応答遅延および低下を認めた。さらにマウス骨髄間質細胞の伸展力への応答を検討し、Runx2+/-マウス由来細胞は野生型マウスに比べ伸展による細胞増殖促進が低下していた。野生型マウスは伸展によってERKリン酸化し細胞増殖促進したがRunx2+/-マウスでは認められずメカニカルストレス伝達経路の機能低下の可能性が示唆された。Runx2/cbfa1は骨芽細胞分化の必須転写因子であり、メカノトランスダクションにおいても重要な因子である。Runx2遺伝子変異による鎖骨頭蓋異形成症患者は、主に口腔顎顔面に異常を呈し、歯の移動遅延が認められることから、矯正歯科治療が非常に困難である。申請者のグループは、同症の病態モデルであるRunx2ヘテロノックアウトマウスに実験的歯の移動を行い、野生型マウスに比べて歯の移動遅延を認めた。本申請研究は、これをさらに発展させ、Runx2のメカニカルストレス応答機能の解析により、鎖骨頭蓋異形成症の骨病態を解明を目指す。In vivoにおいて、Runx2ヘテロノックアウトマウスの歯に実験的歯の移動を行い、歯の移動の伸展側における類骨形成の遅延およびOSC mRNA発現の遅延と低下が認められた。In vitroにおいて、Runx2へテロノックアウトマウス由来骨髄間質細胞を骨分化誘導培地下で伸展したところ、Runx2へテロノックアウトマウス由来細胞のALP活性、OSC mRNA発現およびカルシウム量は、野生型マウス由来細胞に比べて遅延および低下した。また、細胞増殖を検討したところ、Runx2へテロノックアウトマウス由来細胞では野生型マウス由来細胞に比較し伸展によるDNA量の増加に遅延が認められた。野生型マウス由来細胞では、伸展によるERKやAKTのリン酸化が認められたが、Runx2へテロノックアウトマウス由来細胞では伸展によるERKのリン酸化は認められず、AKTのリン酸化が野生型マウスに比べて遅延していた。伸展によるJNKやp38のリン酸化は両マウスとも認められなかった。阻害剤を用い、伸展による細胞増殖が、野生型マウス由来細胞ではERKおよびAKTのリン酸化によること、またRunx2ヘテロノックアウトマウス由来細胞ではERKではなくAKTのリン酸化によることが認められた。Runx2は骨芽細胞分化の必須転写因子であり、メカノトランスダクションにおいても重要な因子である。Runx2遺伝子変異による鎖骨頭蓋異形成症患者は、口腔顎顔面に異常を呈し、歯の移動遅延が認められることから、矯正歯科治療が非常に困難である。申請者のグループは、同症の病態モデルであるRunx2ヘテロノックアウトマウスに実験的歯の移動を行い、歯の移動遅延および歯周組織の骨関連因子の応答の遅延および低下をin vivoおよびin vitroにおいて認めた。また、歯の移動の牽引側における骨形成低下が認められたことから、骨芽細胞系細胞に伸展力を負荷しその応答を検討した。その結果、Runx2ヘテロノックアウトマウス由来骨髄間質細胞は野生型マウスに比べて、伸展による骨芽細胞分化の遅延と低下が認められ、細胞増殖の促進細胞増殖の遅延が認められた。また、伸展による細胞増殖のにおけるMAPKシグナル経路を検討したところ、野生型マウスでは伸展によるERKの強いリン酸化が認められたが、Runx2へテロノックアウトマウスでは変化が認められなかった。両マウスとも伸展によるp38、JNKのリン酸化に変化は認められなかった。さらに、野生型マウス由来細胞は伸展によるERKのリン酸化によって細胞増殖の促進が認められたが、Runx2へテロノックアウトマウスでは認められず、Runx2欠損によるメカニカルストレス伝達経路の機能不全の可能性が示唆された。今後、さらに伸展によるシグナル経路を模索、解析し、鎖骨頭蓋異形成症の骨病態の解析につなげていく予定である。遺伝子欠損マウスのため、購入が難しくさらに動物舎の改装による移転先の動物舎における動物用のゲージが不足して繁殖が難しく、実験の必要匹数を得るのが困難なため。医歯薬学Runx2ヘテロノックアウトマウス由来骨髄間質細胞を骨分化誘導培地下で伸展すると、その骨分化は野生型マウス由来細胞に比べて遅延および低下した。さらに、Runx2ヘテロノックアウトマウス

由来骨髄間質細胞の伸展による増殖促進は、野生型マウス由来細胞に比べて遅延した。伸展による細胞増殖はERKやAKTのリン酸化によることが認められた。これまでの研究結果を踏まえ、今後はメカニカルストレス負荷後のRunx2ヘテロ欠損による分化・増殖のメカニズムについて分子生物学的な研究を進める予定である。具体的には、野生型およびRunx2ヘテロノックアウトマウス由来骨髄・歯根膜・骨芽細胞に、オリジナルの装置によるメカニカルストレス負荷後抽出したRNAやタンパクをマイクロアレイ法で解析し、メカニカルストレス応答因子を網羅的に抽出する。次に、Real Time PCR法やwestern blotting法で上記の因子のRNAやタンパク質の発現量を経時的に測定し、適宜阻害剤でシグナル分子を抑制しながら既知の因子との関係を解析する。ルシフェラーゼアッセイ等によりRunx2の活性を検証し、シグナル経路を網羅的に解析する。さらに、メカニカルストレスにより惹起されるRunx2のリン酸化やアセチル化等といった翻訳後修飾の活性に関連するペプチド配列を特定して様々な変異体を作製し、western blotting法、免疫沈降法、核run onアッセイ、ルシフェラーゼアッセイによりメカニカルストレスによるRunx2転写機能活性部位の解析を行う。Runx2が転写に関与していると示唆される因子については、ルシフェラーゼアッセイで、転写調節に重要なシスエレメントを同定してDNAのコンセンサス配列を解析後、EMSAやDNA固定化アフィニティクロマトグラフィでRunx2のDNA結合部位を確認し同領域の様々な欠損変異体を作成し標的遺伝子のRunx2の作用部位の解析を進める予定である。
エドガー・アラン・ポーの作品と１９世紀アメリカの大衆文化に関する研究

本研究は、エドガー・アラン・ポーの詩と小説を19世紀の文化的背景から読み解くことを目指している。研究計画に記した通り、最終年度に当たる本年度はこれまで口頭発表や雑誌論文で公表してきた成果に基づきつつ博士論文の作成を行った。博士論文は、19世紀のアメリカ作家エドガー・アラン・ポーが作品内の空間にいかにして垂直構造を構築しているかを明確にした上で、その文学の本質を象徴的転倒の観点から捉え直すものである。論文は全四章で構成されているが、とりわけ第二章は本研究課題の成果に大部分が依拠している。第二章では、同時代のアメリカ文化に対するポーの意識に焦点を当てて考察した。ポーが盛んに活動した1830年代後半から1840年代初頭にかけては、北部の知的エリートを中心に超絶主義が台頭した時代である。また、民衆レヴェルでは黒塗りをした役者たちによるミンストレルシーが娯楽文化として発展した。短編“Never Bet the Devil Your Head"を取り上げ、主人公のトービー・ダミット(Toby Dammit)が行う跳躍の場面の詳細な分析により、超絶主義とミンストレルシーが文化ヒエラルキーを形成していることを指摘し、その上でそのヒエラルキーが転倒していることを明らかにした。さらに、第二章の後半では、短編“The Gold-Bug"を取り上げた。この短編において、主人公のウィリアム・レグランド(William Legrand)が解放奴隷のジュピター(Jupiter)を木に登らせる場面に着目し、そこに日時計の構造との類似性を確認しつつ、太陽と影、主人と奴隷の上下の位置関係が転倒していることを指摘し、その上で、19世紀前半のアメリカ文化に関する知識を背景に二作品を読み解くことで、文化ヒエラルキーの転倒の意図の解明を試みた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。エドガー・アラン・ポーの作品と1830年代および40年代のアメリカにおける大衆的な喜劇文化との関係を中心に研究した。この時代は、エドウィン・フォレストやトーマス・D・ライスといった役者たちが黒塗りをして踊りや演技をするミンストレル・ショウが発展した時代であり、もともと演劇に関心の深かったポーはこの同時代の文化を積極的に取り入れている。興味深いのは、同じ時代に発展した「超絶主義」と「ミンストレル・ショウ」が対照的に捉えられている点だ。ポーは、「超絶主義/ミンストレル・ショウ」を「高級文化/大衆文化」としてヒエラルキー的にとらえおり、その上下関係の転覆を作品で実践しているのである。こうした文化的な実践は文学史上でもきわめて特殊なケースであり、ポーの大衆文化的なパフォーマンスは究明すべき大きな意義を持っている。当該年度は特にポーが「エクストラバガンザ」と呼ぶジャンルに注目して研究を進めた。エクストラバガンザとは、イギリスの演劇文化の中ではパントマイムに近い道化劇のジャンルを指した用語であり、ポーが生きた時代のアメリカではミンストレル・ショウにおける黒塗りの道化芝居を形容して使われた。ポーの短編では、「悪魔に首を賭けるな」および「鐘楼の悪魔」における悪魔の形象に黒塗りの道化芝居の影響が見られる。したがってこれらの短編のテクストを分析し、ポーが同時代文化をいかに作品に取り入れているかを考察した。その結果、「ミンストレル・ショウ」と「超絶主義」が階層を形作り、その階層を「超越する(transcend)」の一語で対照させ、超絶主義=精神とミンストレル・ショウ=肉体の「跳躍」というモチーフによって、ヒエラルキーを転倒していることを明らかにした。当該年度は、一本の論文と一回の学会発表によって研究の成果を公表することができた。結果を公にすることができたという点で、おおむね順調に進展していると思う。一方で、研究の内容において十分に解明できていないところもあり、論文にならなかった成果もある。そうした点については今後の課題となっており、自身の研究の進捗状況に完全に満足するという程度にまでは至らなかった。本年度は、昨年度に引き続き、ポーと超絶主義に焦点を当てて研究を行った。ポーが作家として積極的に活動した1830年代から40年代は、ラルフ・ウォルド・エマソン、マーガレット・フラーを中心とする超絶主義の思想が伝播していった時代だった。一方で、民衆レヴェルでは黒塗りをした道化役による芝居が流行した。昨年度に示したように、ポーは超絶主義と黒塗りの民衆芝居を対抗させ、そのヒエラルキーを転倒させている。本年度はとりわけ1843年発表の推理小説「黄金虫」について研究を行った。1840年に超絶主義の雑誌『ダイアル』(日時計の意味)が発行されたが、ポーが超絶主義および『ダイアル』にライバル意識を抱いていたことを示し、また、日時計の構造を『黄金虫』における木登りの場面における空間設計に利用していることを明らかにした。また、ポーと疑似科学について、とりわけ骨相学への関心についても研究を行った。ポーの同時代のアメリカは、対抗文化的な気運のもと、多様な擬似科学が隆盛した時代だった。19世紀前半、頭蓋の瘤を測定することで個人の性格を診断する骨相学が流行したが、ポーは短篇「名士の群れ」で骨相学を諷刺しつつ、一方で専門書『骨相学とその倫理的影響』の書評では擁護するといった矛盾する姿勢を示している。

この矛盾する態度について、骨相学の大衆科学としての対抗文化的なあり方に注目して説明した。これらの研究の成果は雑誌に掲載された論文、学会における研究発表等で公表した。2年度目の目標は、博士論文完成のために、批評の方法を確立することだった。本年度は、テクスト分析の方法論をより明確にすることができた。日本語で形而上ないし形而下という場合のように、理念的なものと物質的なものの二元論的対立はしばしば上下の二分法で語られる。ポー作品の物語空間における上と下の垂直的対立を「形而上」的な思想と「形而下」的な大衆文化という文化的な階層との絡み合いで読み解くのがその方法論である。また、昨年度に引き続いて、研究論文を雑誌(『関西英文学研究』)に投稿した。審査を通過して掲載に至ったことは、一定の成果だと言える。その他、日本アメリカ文学会全国大会および日本ポー学会において研究発表を行うことができた。これらの理由から、本研究課題は概ね順調に進められていると考える。本研究は、エドガー・アラン・ポーの詩と小説を19世紀の文化的背景から読み解くことを目指している。研究計画に記した通り、最終年度に当たる本年度はこれまで口頭発表や雑誌論文で公表してきた成果に基づきつつ博士論文の作成を行った。博士論文は、19世紀のアメリカ作家エドガー・アラン・ポーが作品内の空間にいかにして垂直構造を構築しているかを明確にした上で、その文学の本質を象徴的転倒の観点から捉え直すものである。論文は全四章で構成されているが、とりわけ第二章は本研究課題の成果に大部分が依拠している。第二章では、同時代のアメリカ文化に対するポーの意識に焦点を当てて考察した。ポーが盛んに活動した1830年代後半から1840年代初頭にかけては、北部の知的エリートを中心に超絶主義が台頭した時代である。また、民衆レヴェルでは黒塗りをした役者たちによるミンストレルシーが娯楽文化として発展した。短編“Never Bet the Devil Your Head"を取り上げ、主人公のトービー・ダミット(Toby Dammit)が行う跳躍の場面の詳細な分析により、超絶主義とミンストレルシーが文化ヒエラルキーを形成していることを指摘し、その上でそのヒエラルキーが転倒していることを明らかにした。さらに、第二章の後半では、短編“The Gold-Bug"を取り上げた。この短編において、主人公のウィリアム・レグランド(William Legrand)が解放奴隷のジュピター(Jupiter)を木に登らせる場面に着目し、そこに日時計の構造との類似性を確認しつつ、太陽と影、主人と奴隷の上下の位置関係が転倒していることを指摘し、その上で、19世紀前半のアメリカ文化に関する知識を背景に二作品を読み解くことで、文化ヒエラルキーの転倒の意図の解明を試みた。今後はテクスト分析の方法論をより明確にして研究を進めていきたい。本研究課題は、文学と大衆文化の結びつきを扱っているが、こうした研究の前例としては、ミハイル・バフチンによる文化理論および文学論が挙げられる。バフチンは「カーニヴァル」という用語を軸に中世・ルネサンスにおける文化のあり方を考察したが、本研究においては道化や大衆文化、文化的ヒエラルキーの転覆など、バフチンの理論に通じる点が多くある。
重力に束縛された超冷中性子の量子状態の精密測定

本年度は、平成23年度にフランスのラウエーランジュバン研究所で17日間にわたって取得した実験データの物理的な解析を行った。超冷中性子の量子状態の位置分布を、凸面鏡を用いて拡大するというこれまでに前例のない実験手法であり、解析の方法についても、結果を実験的に確認したものが無いため、新たに考案する必要があった。中性子の分布が拡大円筒で反射されてピクセル検出器上で検出されるまでの過程は、鉛直方向の位置だけではなく運動量にもよるため、位相空間上の中性子分布を用いる必要がある。そのため、ウィグナー関数を用いて位相空間上の準確率分布を考え、ガイド端の位相空間上の点とピクセル検出器上での検出位置の対応関係を、古典力学による軌跡で近似することで、検出器上の中性子分布を与えるモデルを立てた。量子状態の各準位の確率は、古典力学と同じエネルギー分布を持ち中性子ガイド内に入射した超冷中性子が、ガイドの中で床と天井によって取り除かれていく、という過程を定式化して計算を行った。実験データの中性子分布と、量子力学に基づく計算による分布はよく一致し、特にはじめの数個の分布の濃淡が一致していることが確認出来た。これは、明らかに、古典力学に基づいた計算からは得られない結果である。中性子分布を測定する精度は、0.7マイクロメートルであると評価した。これまでの中性子の分布を測定する精度は、検出器単体の分解能の数マイクロメートルに限られていたが、この研究によって、これを越えるサブミクロンの精度で測定することに世界で初めて成功した。本年度は主に、次年度におけるフランスでの本実験に用いる実験装置を準備・作製した。これらの装置は、重力に束縛された超冷中性子の量子状態の分布をサブミクロンオーダーで観測するために本質的に重要である。得られる測定精度を高めるため、量子状態の分布を拡大する拡大円筒の直径と倍率を、速度のばらつきや重力による軌道のずれに対して最適化して設計した。分布を拡大し表面で反射する際に、量子状態の分布を崩さないように、ガラス円筒の表面を超冷中性子の波長以上に精密に研磨した。研磨したガラス円筒の表面に中性子に対して高いポテンシャルを持つニッケルを蒸着し、より多くの超冷中性子を反射し、測定器で検出することが出来るようにした。実験で得られる統計量を増やすため、大面積のCCDを購入し、受光面に中性子コンバータであるボロンを蒸着して中性子ピクセル検出器を作製した。蒸着したボロンの膜厚は、超冷中性子の検出効率と位置分解能に対して最適化されている。また、測定中に振動を与えないようにするため実験装置は超冷中性子源から独立に設置する必要があり、中性子が空気中を通過しなければならない。通過経路にヘリウムを充填し、超冷中性子の空気中での減衰を抑えるために導入するヘリウムバッグを設計・作製した。これらのコンポーネントを用いることで、得られる統計を飛躍的に向上させ、次年度秋からの本実験では、先行する実験の位置分解能を上回る測定を目指す。今年度は、まず、前年度に作成した従来の倍の有感面積を持つ超冷中性子用ピクセル検出器の性能を、本年度の5月にフランスのラウエ-ランジュバン研究所の極冷中性子ビームラインを用いて試験した。位置分解能が3.3ミクロンと求まり、本実験に十分な検出効率と位置分解能を有していることが確認出来た。そして、8月から2ヶ月間のビームタイムにわたり、ラウエ-ランジュバン研究所の超冷中性子ビームラインで物理測定を行った。本実験では、拡大円筒の直径と反射角度を見直し反射する中性子量を増やし、超冷中性子を散乱してしまう空気層をヘリウムで置換することで損失を減らし、ピクセル検出器の有感面積を2倍にしたことで、2年前に行った予備実験の10倍以上のイベントレートを確保することが出来た。実験では、拡大円筒の表面の粗さ、あるいは蒸着した金属層の影響で拡大後の像が乱される可能性も考慮して、ニッケルを蒸着していないガラス円筒2本とニッケルを蒸着したガラス円筒1本の、計3種の測定を行った。これらの測定は、それぞれ予備実験の10倍の統計を得た。また、拡大機構が実際に機能しているかを確認するために、拡大円筒を使わずに、ガラスガイドを通ってきた中性子分布を直接測定する実験も行った。実験後、拡大円筒の表面状態を測定し、実験データを解析することで拡大円筒を使用したデータと使用しないデータを用いて、設計通りに拡大が行われていることが確認できた。

実験データの中性子分布と、量子力学に基づく計算による分布はよく一致し、特にはじめの数個の分布の濃淡が一致していることが確認出来た。これは、明らかに、古典力学に基づいた計算からは得られない結果である。中性子分布を測定する精度は、0.7マイクロメートルであると評価した。これまでの中性子の分布を測定する精度は、検出器単体の分解能の数マイクロメートルに限られていたが、この研究によって、これを越えるサブミクロンの精度で測定することに世界で初めて成功した。平成23年度、8月から2ヶ月間にわたって、フランスのラウエ-ランジュバン研究所で実験を行うことが出来た。これまでの装置のアップグレードによって、2年前に行ったテスト実験と比較して、10倍の統計を得ることが出来た。また、拡大機構をチェックするために、3種類の拡大円筒に対して測定し、拡大しないで直接分布を観測する測定も行った。平成23年度に行った物理測定を元に、解析を行う。まず、古典力学で中性子分布の説明を試みて、次に、その条件から量子力学の効果を取り入れた計算を行う。その後、未知短距離力を考慮した解析を行い、新物理に対する探索を行う。ガラスガイドの床、および天井の表面状態が分布に影響するため、表面測定をして、必要な場合はシミュレーションに取り入れる。
ホルモン依存癌の依存性喪失の機序の研究

(1)アンドロゲン依存癌のクローン細胞株のシオノギ癌115細胞は10nMのテストステロンを含んだMEMとHam's F-12を1:1に混合して作成した無血清培地にて増殖した。アンドロゲン非依存癌のシオノギ癌115のサブラインCS2のクローン細胞株CS2細胞はテストステロンを含まない同様の培地にても増殖可能であった。(2)CS2細胞を無血清培地にて培養し、その培養液を限外濾過にて100倍に濃縮し、濃縮液をテストステロンを含まないSC115細胞の無血清培地に加えた所、量依存性にSC115細胞の増殖が促進された。このことからSC2細胞からSC115細胞の増殖促進物質が分泌されていることが確認できた。(3)前記の濃縮液をヘパリンセファロースカラムクロマトグラフィーにてNaClで、溶出すると約1.0MのところにSC115細胞を増殖促進させる物質(成長因子)が存在することがわかった。このときのSC115細胞の増殖促進効果は、トリチウムチミジンのDNAへの取り込みを計測することによって求めた。以降の実験も同様である。(4)(3)で部分精製した成長因子は熱には比較的安定(70°C30分の処置で50%以上の活性が残存)であったが、トリプシン処理では活性を失った。(5)SC115細胞の無血清培地に10nMのテストステロンを加えると34日にトリチウムチミジンの取り込みが上昇するのに対し、(3)の成長因子を加えた場合は1日で上昇した。
超音波照射による筋肥大・萎縮抑制を促す機能性栄養素の筋内運搬システムの構築

本研究では超音波照射や機能性栄養素による筋肥大や萎縮抑制を促す作用を検証することを目的とした。C2C12筋芽細胞を筋管細胞に分化させて実験を実施した。リポポリサッカライド(LPS)誘導性の筋萎縮モデルに対して、パルス超音波照射はインテグリンを介して、p38MAPKリン酸化を抑制し、Atrogin-1やTNFaの発現を減少させた。また、筋芽細胞C2C12を分化させた筋管細胞にLPS添加をさせた萎縮モデルを用いて、パルス超音波刺激の効果を検証した。超音波照射群では筋管細胞径、筋原線維タンパク質量、ミオシン重鎖タンパク質量の減少が減衰された。また、超音波照射ではインテグリン/focal adhesion kinase (FAK)のリン酸化の増加が観察され、P38MAPKリン酸化が減少し、TNFaも低下した。さらに骨格筋特有のユビキチンリガーゼであるAtrogin-1の増加を減衰させた。一方、超音波照射はIRAK4のリン酸化に影響を与えなかった。これらの研究結果より超音波照射はP38MAPKの活性化を抑制することで、骨格筋萎縮を予防することが可能であると考えられた。超音波照射はカヘキシー治療の補助手段として用いることが可能であると結論づけられた。さらにロイシンによる筋肥大の促進効果や超音波刺激による促進効果を検証したが、肥大促進効果は観察されなかった。これらの結果から超音波照射はカヘキシーによる萎縮抑制には有効であるが、正常筋を筋肥大させる様な効果は期待できないことが明確になった。一方、超音波のもつ周波数、パルス頻度等の特性を変化させることで、有効な刺激が可能とも考えられ、今後さらなる検証も必要と思われる。筋芽細胞C2C12を使用して、リポポリサッカライド(LPS)による筋萎縮モデルでパルス超音波照射による筋萎縮抑制の効果について検証した。パルス超音波照射はインテグリンを介して、p38MAPKリン酸化を抑制し、Atrogin-1やTNFaの発現を減少させ、その結果、筋萎縮できるのではないかと仮説をたてた。そこで、当該年度は筋芽細胞C2C12を分化させた筋管細胞にLPS添加をさせた萎縮モデルを用いて、パルス超音波刺激の効果を検証した。先ず、超音波照射の強度を設定するための実験を実施し、20%パルスモードで0.5W/cm2の強度条件時に効果が高いことが認められ、本条件を超音波照射条件にした。次にLPSによる筋萎縮モデルで超音波照射の効果と作用機序について検討をした。また、超音波照射ではインテグリン/focal adhesion kinase (FAK)シグナル(FAKリン酸化の増加)の増加が観察され、P38MAPKリン酸化が減少し、TNFaも低下した。これらの研究結果より超音波照射はP38MAPKの活性化を抑制することで、骨格筋萎縮を予防することが可能であると考えられる。超音波照射はカヘキシー治療の補助手段として用いることが可能であると結論づけられる。平成28年度は主にパルス超音波照射により筋管細胞の萎縮予防が可能かどうかについて検証した。その結果、パルス超音波照射による骨格筋の萎縮予防効果を観察することができた。また、作用機序についても検証できた。これらの成果より本研究の目的である筋萎縮予防という観点では目的を達成できたと考える。一方、機能性栄養に関する研究は、平成28年度に実施できなかったために、平成29年度に検討し、機能性栄養の取り込みを超音波で促進できるか検証をする。C2C12筋芽細胞を使用して、筋管細胞に分化させて実験を実施した。リポポリサッカライド(LPS)誘導性の筋萎縮モデルに対して、パルス超音波照射はインテグリンを介して、p38MAPKリン酸化を抑制し、Atrogin-1やTNFaの発現を減少した。また、筋芽細胞C2C12を分化させた筋管細胞にLPS添加をさせた萎縮モデルを用いて、パルス超音波刺激の効果を検証した(平成28年度)。また、LPSによる筋萎縮モデルで超音波照射の効果と作用機序について検討した。

次に平成29年度においては、ロイシンの投与による促進効果や超音波刺激による促進効果を検証する実験を試みたが、細胞の増殖や分化の制御に問題が生じたために、細胞の継代、細胞種や培地の変更等を試行を重ね、改善に向けた検討を実施した。萎縮モデルの作成方法等も再確認を実施しているところであり、細胞培養及びモデル作成についても継続して検証している。平成29年度は、培養機器、安全キャビネットの動作不良が生じた。また、筋芽細胞の増殖,分化誘導の問題、細胞種によってLPSに対する耐性があり,細胞培養やモデルの問題もあることが分かった。このために、細胞を新たに購入して実験を実施しているが、同様に現象が生じているために、培地や分化誘導日数を変更等する改善方法を検討した。機器の問題も改善に向けて,検討をしている。平成30年度に細胞培養の問題を改善し、機能性栄養の取り込みを超音波で促進できるか検証する計画である。本研究では超音波照射や機能性栄養素による筋肥大や萎縮抑制を促す作用を検証することを目的とした。C2C12筋芽細胞を筋管細胞に分化させて実験を実施した。リポポリサッカライド(LPS)誘導性の筋萎縮モデルに対して、パルス超音波照射はインテグリンを介して、p38MAPKリン酸化を抑制し、Atrogin-1やTNFaの発現を減少させた。また、筋芽細胞C2C12を分化させた筋管細胞にLPS添加をさせた萎縮モデルを用いて、パルス超音波刺激の効果を検証した。超音波照射群では筋管細胞径、筋原線維タンパク質量、ミオシン重鎖タンパク質量の減少が減衰された。また、超音波照射ではインテグリン/focal adhesion kinase (FAK)のリン酸化の増加が観察され、P38MAPKリン酸化が減少し、TNFaも低下した。さらに骨格筋特有のユビキチンリガーゼであるAtrogin-1の増加を減衰させた。一方、超音波照射はIRAK4のリン酸化に影響を与えなかった。これらの研究結果より超音波照射はP38MAPKの活性化を抑制することで、骨格筋萎縮を予防することが可能であると考えられた。超音波照射はカヘキシー治療の補助手段として用いることが可能であると結論づけられた。さらにロイシンによる筋肥大の促進効果や超音波刺激による促進効果を検証したが、肥大促進効果は観察されなかった。これらの結果から超音波照射はカヘキシーによる萎縮抑制には有効であるが、正常筋を筋肥大させる様な効果は期待できないことが明確になった。一方、超音波のもつ周波数、パルス頻度等の特性を変化させることで、有効な刺激が可能とも考えられ、今後さらなる検証も必要と思われる。平成29年度においては、機能的栄養素による筋管細胞の筋萎縮の予防効果を検討する。さらにパルス超音波照射による細胞内への取り込み促進の検証を進めていく計画である。平成29年度に生じた細胞培養、分化誘導、萎縮モデルの作成の問題を速やかに解決する計画である。新たにロットの異なるC2C12筋芽細胞を入手すると共に、異なる培養条件により適した条件を探索する。また、適切な条件がない場合は、さらに他のロットの細胞や細胞種を変更(L6)して改善を試みる計画である。
力学系の大偏差原理とその普遍性

当該年度は,これまでの研究協力者であった高橋博樹氏(慶應義塾大),中野雄史氏(東海大)に加えて,山本謙一郎氏(長岡技科大)とも共同研究を行った.高橋氏,山本氏とは,区間上の連続とは限らない区分単調写像の大偏差原理に関する研究を行った.その結果,今までに知られてこなかった大偏差原理が成り立つための判定条件が与えられた.中野氏とは,ランダム力学系の極限定理に関する研究のほかに,経験分布が収束しない軌道を持つ初期点の集合の豊富さに関する研究を行った.これまで測度0の集合としてあまり注目されて来なかった例外集合に光を当てることによって,力学系の複雑さや熱力学形式論の研究発展に寄与するものと考えている.また,高橋氏とは可微分力学系の大偏差原理に関する2編の論文についてブラッシュアップを行った.共同研究による新たな成果やテーマが生まれつつある.特に高橋氏,山本氏との区分単調写像力学系に関する研究によって得られた大偏差原理が成り立つための判定条件やその具体例についての結果はすでに論文を執筆する段階に入っている.また,その中で用いられた判定条件をさらに精密化することによって今後,加算シンボルの記号力学系や高次元力学系における極限定理や熱力学的形式論の研究を展開できると考えている.昨年度に引き続き,研究協力者との交流を活発に行う.メールやインターネット通話による意思疎通はもちろんのこと,所属機関を相互訪問し集中的な議論によって研究を一気に進展させる.5月に鄭が長岡技術大を訪問し,区分単調力学系の大偏差原理を得るために用いた手法をより広いクラスの力学系の解析に適用するための方策について山本氏と議論する.また,7月に鄭が東海大を訪問し,emergenceに関する熱力学形式論について中野氏と議論する.今年度は研究課題の最終年度であるから,論文執筆や研究発表を積極的に行う.特に,山本氏が主宰する研究集会「エルゴード理論とその周辺」(長岡技術大,11月)においてこれまでの研究成果を発表したいと考えている.その他国内外で開催される関連分野の研究集会にも積極的に参加する.高橋博樹氏(慶應義塾大学),中野雄史氏(北見工業大学),Juan Rivera-Letelier氏(米国Rochester大学)等との共同研究を推進した.米国Rochester大学を訪問し,当大学にて開催された確率論セミナーにおいて可微分力学系の大偏差原理に関する講演を行い,Rivera-Letelier氏,高橋氏と大偏差原理が成り立つ可微分力学系のクラスならびにそのレート関数について,さらにマルチフラクタル解析への応用について議論した.また,中野氏を広島大学へ招き,ランダム力学系の極限定理および転送作用素のスペクトル解析に関するセミナーを開催し議論を行った.本年度の研究により,位相推移的な2次写像族の力学系について,ほとんど全てのパラメータでは対応する力学系に対して大偏差原理におけるレート関数は狭義に凸であり,絶対連続不変確率測度をそのただ1つの零点として持つが,非加算濃度のパラメータ集合があって,そのパラメータでは対応する力学系の全ての不変確率測度がレート関数の零点になることがわかった.これは,大数の法則が成り立たないような力学系に対しても大偏差原理が成り立つが,この場合のレート関数は,良い統計的性質を持つ力学系の場合とは本質的に異なることを示している.この成果については,京都大学にて開催された研究集会「力学系とその関連分野の連携探索」および日本数学会年会(首都大学東京)にて発表した.また,中央大学にて開催された集会「Encounter with Mathematics (第68回)エルゴード理論と可微分力学系:一様双曲世界の向こう側」において可微分力学系の極限定理,特に大偏差原理について非専門家向けの入門的講演を行った.1次元可微分力学系に関する3人による最初の共著論文が完成し,その結果から派生する新たな問題についても理解が進んでいる.また,中野雄史氏との議論により,決定論的力学系に関するこれまでの研究によって得られた成果を今後ランダム力学系に適用するための問題設定が明確になった.昨年度に引き続き、高橋博樹氏(慶應義塾大学),中野雄史氏(北見工業大学)等との共同研究を推進した.高橋博樹氏とは学会や研究集会等で顔を合わせる機会のほかに互いの所属大学をそれぞれ数度ずつ訪問し,1次元可微分力学系の大偏差原理において臨界点の次数に関する条件が本当に必要かどうか集中的な議論を行った.また,中野雄史氏とは私が広島大学にて主宰した研究集会の機会を通じて,ランダム力学系の極限定理および転送作用素のスペクトル解析に関する集中的な議論を行った.当該年度の研究により,有界閉区間で定義された単峰写像力学系について,たとえ臨界点の次数が非有界であっても,位相完全性やSchwarz微分に関する条件といった適当な仮定のもとで大偏差原理が成り立つこと,しかしその場合のレート関数は絶対連続不変確率測度が存在するか否かによって状況が大きく異なることがわかった.この成果については論文にまとめ,専門誌に投稿した.また,日本数学会年会のほか,研究集会「エルゴード理論とその周辺」(広島大学),冬の力学系研究集会(日本大学軽井沢研修所)にて発表した.共同研究による成果が着実に得られている.1次元可微分力学系に関する2つ目の共著論文が完成し,この分野における主要な問題に対して一応の解決がついたと考えている.また,情報収集や様々な研究者との議論を通じて,これまでに得られた研究成果を今後ランダム力学系や多次元力学系に適用するための理解が進展した.

当該年度は,これまでの研究協力者であった高橋博樹氏(慶應義塾大),中野雄史氏(東海大)に加えて,山本謙一郎氏(長岡技科大)とも共同研究を行った.高橋氏,山本氏とは,区間上の連続とは限らない区分単調写像の大偏差原理に関する研究を行った.その結果,今までに知られてこなかった大偏差原理が成り立つための判定条件が与えられた.中野氏とは,ランダム力学系の極限定理に関する研究のほかに,経験分布が収束しない軌道を持つ初期点の集合の豊富さに関する研究を行った.これまで測度0の集合としてあまり注目されて来なかった例外集合に光を当てることによって,力学系の複雑さや熱力学形式論の研究発展に寄与するものと考えている.また,高橋氏とは可微分力学系の大偏差原理に関する2編の論文についてブラッシュアップを行った.共同研究による新たな成果やテーマが生まれつつある.特に高橋氏,山本氏との区分単調写像力学系に関する研究によって得られた大偏差原理が成り立つための判定条件やその具体例についての結果はすでに論文を執筆する段階に入っている.また,その中で用いられた判定条件をさらに精密化することによって今後,加算シンボルの記号力学系や高次元力学系における極限定理や熱力学的形式論の研究を展開できると考えている.現在行っている研究をより推進するために,連携研究者および研究協力者との交流をより活発化する.関連する分野の研究集会やセミナーに積極的に参加し,研究課題遂行のために必要な情報を収集するとともに各分野の研究者との議論を行う.研究協力者との交流を引き続き活発化する.そのために国内外で開催される関連分野の研究集会やセミナーに積極的に参加する.昨年度に引き続き,研究協力者との交流を活発に行う.メールやインターネット通話による意思疎通はもちろんのこと,所属機関を相互訪問し集中的な議論によって研究を一気に進展させる.5月に鄭が長岡技術大を訪問し,区分単調力学系の大偏差原理を得るために用いた手法をより広いクラスの力学系の解析に適用するための方策について山本氏と議論する.また,7月に鄭が東海大を訪問し,emergenceに関する熱力学形式論について中野氏と議論する.今年度は研究課題の最終年度であるから,論文執筆や研究発表を積極的に行う.特に,山本氏が主宰する研究集会「エルゴード理論とその周辺」(長岡技術大,11月)においてこれまでの研究成果を発表したいと考えている.その他国内外で開催される関連分野の研究集会にも積極的に参加する.予定していた連携研究者との研究打ち合わせのための出張が次年度に延期になったため.延期した出張のための旅費に用いる.
テクノロジーを活用した「論理的思考を養う教材」の開発と分析

テクノロジーを活用した教材開発において、高校数学の数列の単元において「ハノイの塔の応用問題」と微分法の応用の単元において「マクローリン展開の視覚化」に関する教材を開発、提示した。ハノイの塔の問題では、所属校の生徒にも取り組んでもらい、生徒の考え方、躓き方、そして弱点にしている点に関して考察をすることができた。また、テクノロジーを活用させることで実験的活動を通して現象を数式化して確かめる活動もできた。また、マクローリン展開の視覚化では、単元自体は高校数学の応用的内容ではあるが、入力した式をグラフ化できるというテクノロジーの特性を生かして、さまざまな関数の原点付近での近似について研究することができた。さらに、所属校の生徒たちはこの活動を通して三角関数や指数・対数関数を多項式関数に近似できることから不等式に応用できるなどさまざまな点へ応用できることを学んでいた点から、テクノロジーを用いた活動を通して不等式の証明など様々な分野に応用ができることが明らかになった。テクノロジーを用いた空間をとらえる教材の開発については、媒介変数を用いて表した閉曲線から3次元空間内の結び目を構成することで空間を認識する内容について開発途中である。
ディジタル映像アーカイブのための画像修復システムの開発

筆者が従来開発した"ブロッチノイズ","スクラッチノイズ","フリッカーノイズ","フレームの不規則な揺れ"のそれぞれに対応したノイズ抑制処理に加えて,"フォーカス微動の変動"にも対応したノイズ抑制処理を開発し,これらを統合した経年劣化フイルム向け統合ノイズ抑制システムを製作した.また,上記統合ノイズ抑制処理をベースに改良した民生用ビデオ映像向けノイズ抑制処理を開発し,ビデオ向け専用ノイズ抑制システムも製作した.この2つのシステムを,実際の経年劣化フイルム及びVHSテープよりデジタイズしたビデオ映像に適用した結果,実用的な処理時間で良好なノイズ除去効果を得ることができた.(1)フォーカス微動に対する抑制処理の更なる改良・・・フイルム転写時や撮影時にフォーカスがフレーム毎に微変動し,画像がボケたり鮮明になったりする現象をフォーカス微動という.昨年度この微動を抑制する処理を開発したが,幾つかの問題点が見つかったため,更なる改良を行い処理を完成させた.昨年度の処理の問題点は,前後の多くのフレーム画像を利用しすぎていたため,ボケもしくは鮮鋭の程度の推測がずれることがあり,適切な抑制ができない場合があることがわかった.そこで本年度は,利用するフレームの数,場所,画質推測の評価関数を見直した.その結果,未来フレームよりも過去フレームを多く利用すること,評価関数として画像の中央部分に重み付けした相互相関関数を用いることなどの改良により,複数のシーンに対して正しく微動抑制が働くことを確認した.また,理想的なフーリエ変換等を利用した処理の場合と同程度の改善効果があることも確認でき,演算時間的にも実利用に非常に有利な処理を実現できた.(2)統合ノイズ抑制処理ソフトウエアVersion2の開発・・・昨年度開発したソフトウエアVersion1に対して上記(1)を組み込むとともに,プロのソフトウエアエンジニアによるコードレビューを実施し,ソースコードの整理と処理の高速化を図った.潜在していたバグを洗い出すとともに,約1.2倍の高速化を実現した.(3)民生向けビデオ映像への適用・・・本処理を民生用のビデオカメラで撮影された動画像へ適用した.その結果,ビデオ特有のノイズの存在や逆にシネフイルムにしか生じないノイズもあることから,ビデオ向け専用のノイズ抑制処理を開発した.具体的には,画像圧縮によるブロックノイズ対応として後置フィルタによるブロック境界の軽減,スクラッチノイズなどビデオ系には存在しない処理の機能オフなどを行い,ビデオ向けに対応したノイズ抑制処理を完成した.筆者が従来開発した"ブロッチノイズ","スクラッチノイズ","フリッカーノイズ","フレームの不規則な揺れ"のそれぞれに対応したノイズ抑制処理に加えて,"フォーカス微動の変動"にも対応したノイズ抑制処理を開発し,これらを統合した経年劣化フイルム向け統合ノイズ抑制システムを製作した.また,上記統合ノイズ抑制処理をベースに改良した民生用ビデオ映像向けノイズ抑制処理を開発し,ビデオ向け専用ノイズ抑制システムも製作した.この2つのシステムを,実際の経年劣化フイルム及びVHSテープよりデジタイズしたビデオ映像に適用した結果,実用的な処理時間で良好なノイズ除去効果を得ることができた.(1)フォーカス微動に対する抑制処理の完成フイルム転写時や場合によっては撮影時にフォーカスがフレーム毎に微変動し,画像がボケたり鮮明になったりする現象をフォーカス微動という.この現象を抑制するために,実空間上で演算が行えるボケマスク処理とフィルタリング処理を開発した.これにより,均一化した強調処理を施すことができるようになった.理想的にはフーリエ変換等を利用して空間周波数における解析が好ましい.しかし,フーリエ変換は高速演算法があるものの実用化を考えると処理的にもハード的にも適した処理とは言えない.そこで本研究では,演算が簡易なボケマスク処理によるフレーム間比較演算により実現し,画像のフォーカス変動の程度を自動的に予測することができるようになった.その予測値に応じて,逆方向の強調処理(ボケている場合は強調処理,鮮明さが強すぎる場合は抑制処理)を施すことによって,フォーカス変動を均一化することができるようになった.複数の動画像で検証し,その効果を確認でき,処理の汎用性も確認することができた.(2)システムソフトウエアの開発これまでの4つのノイズ抑制処理(フリッカーノイズ抑制処理,スクラッチノイズ抑制処理,フレームの不規則な揺れ抑制処理,ブロッチノイズ抑制処理)を統合し,ソフトウエアとして整備した.具体的には,関数の共通化や処理ルーチンの簡素化や高速化などのソースコード整理を行い,ソフトウエアとして安定化及び高速化を図った.その結果,約30%の処理の高速化を達成した.さらに,システム化を検討し,ユーザインターフェイスを設計し,開発者以外の人でも操作できるような統合ノイズ抑制処理ソフトウエアVersion1.0を開発した.(1)昨年度開発した統合ノイズ抑制処理Version2に対して,昨年度の主な成果である「ビデオ向けノイズ抑制処理」を組み込んだVersion3を開発した.このVersion3は,民生用ビデオ向け専用であり,経年劣化向け用には従来のVersion2を用いる.すなわち,用途に応じていずれかのソフトウエアを利用するものである.(2)昨年度開発した経年劣化フイルム向け統合ノイズ抑制処理Version2を用いて,実際の経年劣化フイルムの修復を行った結果,放映30分間程度の長さのフイルムを約5時間程度で処理できることがわかった(4台のPCを用いて,それぞれ4コア・4スレッド,計16スレッドの並列処理を行った).また,目立ったノイズは除去できており,ノイズ抑制効果としても良好な結果を得ることができた.(3)ビデオ向け統合ノイズ抑制処理

Version3を用いて,実際のビデオ映像(VHSテープからデジタイズしたもの)の修復を行った結果,放映30分間程度の長さの映像を約6時間程度で処理できることがわかった(4台のPCを用いて,それぞれ4コア・4スレッド,計16スレッドの並列処理を行った).また,画質的にはまだ十分とは言えないが,主なノイズは除去できていることが確認された.上記より,2時間を超える映像でも,4台のPCを並列利用すれば,約1日の所要時間でノイズ抑制処理が可能であり,実用的なシステムを提案できたものと考える.今後の課題としては,現状まだ不十分であるビデオ系映像に対するノイス抑制処理の改善があげられる.画像工学フォーカス微動に対する抑制処理に関して,一度は昨年度完成していたが,再評価により問題点が見つかり,今年度前半は,まずはその改善を優先させた.その結果,改良を図ることができ,複数のシーンで問題ないことが確認できた.さらに本処理をシステムソフトウエアに組み込み統合化を行い,バグの抽出(バグによる処理への本質的な影響がないことは確認している)と高速化を行い,これまでの成果をシステム化できたため,今後すぐに実フイルムへ適用できる準備が整った.一方,ビデオ系映像への本処理の適用を行い,経年劣化フイルムとは異なる特徴を見いだし,それぞれにあった改良を行った.その結果,ビデオ系映像専用のノイズ抑制システムが開発できた.なお,当初の計画では,ビデオ系対応は3年目,実フイルム評価を2年目に実施する予定であったが,経年劣化フイルムの入手時期の都合上,先に本年度にビデオ系対応を行い,来年度(3年目)に実フイルムによる評価を行うこととした.すなわち,この課題のみ,開発&評価順序を変更(交換)した.以上のように,当初の計画(3年計画中の2年間)の成果の目標通り,あるいはそれ以上の進行を達成できていると言える.予定通り,フォーカス微動に対する抑制処理が完成したこと,ソフトウエアテクニックにより約30%の高速化が実現できたこと,さらにはシステムソフトウエアが完成したことなどから,当初の計画は充分に達成している.さらに来年度は,本年度新規に開発した抑制処理をシステムソフトウエアに組み込み,さっそく実フイルムに実現できる.また,1年前倒しで(当初再来年度の計画),ビデオ映像への適用も可能であり,それぞれの結果を早期に評価できるようになった.これにより,さらに1ランク高性能なアルゴリズムを開発でき,システムのバージョンアップ(Version2.0)の可能性が高まり,レベルアップができそうである.以上のように,本年度の成果は当初の計画以上に進行しており,再来年度には充分に高性能な統合ノイス抑制システムが完成できる可能性が高まった.まずは,今年度の成果である「ビデオ向けノイズ抑制処理」を統合ノイズ抑制処理ソフトウエアVersion2に組み込み,ソフトウエアVersion3を開発する.そして,たくさんの未知データ(開発につかっていない手つかずの動画)を用いて総合的な評価をすることである.