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アダム・スミスの法学原理の構造と意義の解明

具体的には、東京法哲学研究会・関西法理学研究会合同研究合宿において報告「アダム・スミスの刑罰論ー理論史的検討ー」を行い、日本イギリス哲学会関西部会第59回研究例会で報告「アダム・スミスと初期近代自然法論の伝統ー刑罰論の比較ー」を行った。さらに、これらの報告を基礎に、「アダム・スミスと初期近代自然法論の伝統ー刑罰論の比較ー」を『イギリス哲学研究』に投稿した。[2]スミスの法学原理の特質を解明するために、彼の権利(right)概念に着目し、その中でもとくに所有権(property)概念に関して、彼の理論の構造および特質を探究した。具体的には、1彼が権利(所有権)についていかなる理論を展開したのか(テクストの分析)、2権利(所有権)概念について、彼に影響を及ぼした学問的伝統ないし思潮がいかなるものであったのか(法学的コンテクストの分析)、3スミスの権利(所有権)論をその法学的コンテクストと比較したとき、両者はいかなる連続面と断絶面を有するのか(12の知見の総合)の検討が中心となった。[3]スミスと彼に影響した法学的コンテクスト(とくに初期近代の法理論家)との関係を明らかにするためには、両者が影響を受け、あるいは再解釈した古典古代の学説との比較が不可欠なのではないかとの見通しを立てた。そこで、両者に関わる限りで古典古代の学説を分析した。平成30年度は、1平成29年度の成果を公表し、2権利(所有権)概念に着目したスミスの法理論の分析を進めることで、その特質を一定程度解明し、かつ、一層の解明に向けての見通しを得ることができた。さらに、3古典古代の学説と比較することによって、スミスの法理論史上の位置づけをより具体的なかたちで探究することができた。以上の3点を理由として、研究はおおむね順調に進展しているといえる。平成30年度以降は、主として、1平成29年度の成果を学会発表および論文を通じて公表することを目指すとともに、2平成29年度の成果を基礎とした上で、『道徳感情論』および『法学講義』において重要な地位を占める法概念に特に着目して分析を進めることにより、スミスの法学原理の構造と意義のより具体的な解明を目標とする。特に2に関しては、研究対象として選択する法概念の通史的な理解を背景にスミスの理論の比較検討を進めるために、研究対象として選択する法概念に関する概念史的な調査を行う予定である。令和元(2019)年度は、1平成30年度の成果を学会発表および論文を通じて公表すること、2スミスの権利(所有権)論の特質についての探究を一層進めること、3スミスの権利(所有権)論の特質が彼の法理論全体においていかなる特質を与えているのかを追究することを目標とする。とくに23に関しては、平成30年度に引き続き、研究対象として選択する法概念の通史的な理解を背景にスミスの理論の比較検討を進めるために、研究対象として選択する法概念に関し、概念史的な調査を進める。
プリンアルカロイド生合成の制御機構

プリンアルカロイドの生合成経路は、キサントシン→7・メチルキサントシン→7・メチルキサンチン→テオブロミン→カフェインの経路が主要経路であることが示された。カフェイン合成の3つのメチル化反応は2つの酵素と考えられる。後半のメチルキサンチンNMTに関しては、今回、PAGEでひとつのバンドになるまで精製され、N末のアミノ酸組成があきらかにされた。カフェイン生合成の前駆体であるキサントシンの由来については、プリンのdenovo経路でできたIMPから直接できる経路が示された。植物体におけるプリンアルカロイドの蓄積に関して、チャやコーヒー植物の若い組織では、合成に比べ分解速度は遅いため、蓄積量は、ほぼ合成速度で決まると思われる。生合成の調節機構については、この経路の構成酵素の量(酵素の遺伝子発現)による`coarse control'と、酵素の活性調節、つまり酵素の基質やエフェクターの濃度の変化が調節要因となる`fine control'があると思われる。カフェイン生合成の鍵酵素である3段階のメチル化反応を触媒する複数のNMTのin vitroにおける活性は、カフェイン合成の高い組織で高く、組織の齢に伴いカフェイン合成活性が低下するにしたがい低下、消失するため、`coarse control'が重要であることは明白である。本研究期間中には完了しなかったが、この酵素の遺伝子のクローニングを開始しているため、近いうちにこの`coarse control'の発現について詳細な機構が明らかにされるものと思われる。若い組織では、in vivoでの酵素活性は、S-アデノシルメチオニンとキサントシンの供給量で制限されていると思われる。カフェイン合成の酵素の細胞内に関しては、NMT活性が葉緑体に局在することを明らかにした。プリンのde novo経路とカフェイン合成経路が共に葉緑体にある可能性が示された。カフェインの生合成経路と代謝経路について、チャ葉、コーヒー葉と果実、マテ葉、ガラナ葉を用いて調べ、さらにチャ葉に関しては、カフェイン生合成の鍵酵素であるN-メチルトランスフェラーゼについて詳しく調べ以下のような結果を得た。[8^<-14>C]アデニン、[8^<-14>C]グアニン、[2^<-14>C]AICARなどをもちいて、AMP,GMP,およびde novo経路からのプリンアルカロイドの生合成経路とその活性を検討した。プリンアルカロイドの生合成能は、どの植物でも若い組織のみにみられ、老化した組織では見られなかった。ガラナ葉では、テオブロミンの蓄積が見られたが、他の種では、カフェインが合成されることがわかった。テオブロミンは、キサンチンにメチル基が2つ、カフェインは3つ付加したものであるが、最初のメチル化の基質が何であるのか、またN-メチルトランスフェラーゼは、何種類あるのかが問題となった。この酵素の抽出や精製は難しく、まだチャの酵素のみしか検討されていないが、チャの場合、一種の酵素が3つのメチル化の反応を触媒していると考えられた。この酵素は、ヌクレオシド(キサントシン)の7位のNとプリン塩基(キサンチン)の3位と1位のNにメチル基を優先的に転移することから、キサントシン→7-メチルキサントシン→7-メチルキサンチン→テオブロミン→カフェインの経路が主要な合成経路であると結論づけられた。プリンヌクレオチドからキサントシンまでの経路としては、AMP→IMP→XMP→キサントシンまたは、GMP→XMP→kキサントシンが考えられる。カフェインは、ゆっくりであるが分解する。分解経路は、カフェイン→テオフィリン→3-メチルキサンチンであり、キサンチンは、通常のプリン分解経路でアラントインを経てアンモニアと二酸化炭素になる。

若いチャやマテの葉には、テオフィリンからカフェインを再合成するいわゆるサルベ-ジ経路が存在することが明らかにされた。コーヒー葉ではこのような経路は働いていなかった。カフェイン生合成の主要経路は、現在、プリンヌクレオチド(PN)から生じたキサントシンが7-メチルキサントシン、7-メチルキサンチン、テオブロミン(3,7-ジメチルキサンチン)を経てカフェイン(1,3,7-トリメチルキサンチン)生成される経路である。植物細胞内のPNのプールからプリンアルカロイドが合成される可能性が考えられているが、植物のPNの正味の合成は、PNのde novo合成経路により行われる。この研究では、PNのde novo生合成経路の中間産物(IMP)が直接カフェイン生合成につかわれるかを調べるため、チャ葉に[^<15>N]グリシンと、[2^<-14>C]5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミドリボヌクレオシド(AICAR)を投与し、その代謝を検討し、PNのde novo経路のカフェイン生合成への関与を推定した。これらの標識化合物は、テオブロミン、カフェインへにとりこまれ、これは、PN生合成の阻害剤で抑えられた。テオブロミンの標識は、時間に伴い、カフェインに移ることが示され、PNのde novo経路から生じたIMPからテオブロミンを経由してカフェインが合成されることが示唆された。本研究では、さらに、チャ葉からカフェイン生合成に関与するメチル基転移酵素(NMT)を単離した。硫酸アンモニウムによる塩析、ハイドロキシアパタイト、陰イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、ゲル濾過により524倍に精製した酵素標品のSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動による推定分子量は41,000,ゲル濾過による推定分子量は61,000であった。本酵素は、キサンチンの1,3,7位のN原子にメチル基を転移できるがその反応速度はN3>N1>N7の順であった。その他、S-アデノシルメチオニンの供給に関しても検討をおこない、プリンアルカロイド生合成の調節機能を考察した。
アポトーシス反応を用いた内分泌攪乱化学物質の胎児期生体影響評価法の開発

従来の内分泌撹乱化学物質に関する研究は主として性ホルモン作用の生体影響とその作用機序に関して力が注がれ、生体内における他の重要な生理的機能、ことに胎児期において重要な要素である細胞の分化や増殖等にどのような影響を与えるか否かに関する研究はほとんど行なわれていない。本研究では、培養細胞系の実験系を用いて、その培養細胞に内分泌撹乱化学物質を含む環境汚染化学物質を低濃度曝露することにより、細胞の分化や増殖に重要な役割を果たしているアポトーシスにどのような影響を与えるのかを検討し、併せてその作用機序を解明することにより、環境汚染化学物質の発生分化に及ぼす影響評価法を構築しようとするものである。本年度はまず種々の濃度の内分泌撹乱化学物質(ビスフェノールA、ノニルフェノール、トリブチルスズ)をPC12細胞に加え、それらの化学物質自体がアポトーシスを誘起させるか否かを、ラダー法およびTunel法により検討したところ、その化学物質自体ではアポトーシスは誘起されないことが確かめられた。次にPC12細胞の培養培地から牛胎児血清を除いた培地を用いる系および6 Hydroxyl dopamineを培地に添加した系等アポトーシスが誘起される条件下で種々の内分泌撹乱化学物質を低濃度曝露させると、ビスフェノールAでは変化がなかったがトリブチルスズでは誘起させたアポトーシスがほぼ抑制され、ノニルフェノール添加ではアポトーシスが増強されていた。また、アポトーシス誘導に影響を与えることが確認された化学物質がどのアポトーシス経路に影響を与えているかについて検討を進めたところ、トリブチルスズはアポトーシス促進因子であるBax発現量が抑制され、ノニルフェノールはCaspaseの活性が上昇していることが確かめられた。これらの結果を併せ、環境汚染化学物質の影響評価法構築にアポトーシス反応およびアポトーシス関連因子の増減を用いることが有効であることが明らかになった。次にPC12細胞の培養培地から牛胎児血清を除いた培地を用いる系および6Hydroxyl dopamineを培地に添加した系等アポトーシスが誘起される条件下で種々の内分泌撹乱化学物質を低濃度曝露させると、ビスフェノールAでは変化がなかったがトリブチルスズでは誘起させたアポトーシスがほぼ抑制され、ノニルフェノール添加ではアポトーシスが増強されていた。次年度は、アポトーシス誘導に影響を与えることが確認された化学物質がどのアポトーシス経路に影響を与えているかについて検討を進める。
大気汚染物質の規制に関する国際法制度の研究

1.事例研究ー越境大気汚染問題の事例研究を行った結果,問題の性質,レベルや科学的知見の程度等によって,解決の方法・内容が異なることがわかった。また研究対象事例は,(1)汚染の影響が甚大で問題に関する科学的知見が高い場合,(2)汚染の影響は甚大だが科学的知見がさほど高くない場合,(3)汚染の影響は甚大だといわれているが科学的知見がさほど高くない場合,(4)汚染の影響は存在するといわれているが科学的知見が低い場合に分類できた。2.国際的合意を促進する要因としては,(1)汚染の影響中,特に人間への影響が重大であること,(2)影響がすでに科学的に証明されており,又は証明される可能性が高いこと,(3)関係国の経済的・技術的レベルが等しいか,又は近似していること,(4)経済的技術的不利国が不利にならないようにすることについて合意が存在すること,(5)国際機関がイニシャチブをとることがあげられる。3.科学的不確実性下の法的アプロ-チー実証的研究から明らかになったのは,ソフトロ-・アプロ-チとハ-ドロ-アプロ-チである。前者は,国際会議等の採択する宣言や行動計画等で,法的拘束力はないが関係国に一定の行動指針を与えるのに対し,後者は,条約や協定等で関係国を法的に拘束する。科学的知見が低いときの予見的政策としては,前者のアプロ-チから出発する方が国際的合意を得やすいことがわかった。後者のアフロ-チについても,形式は条約でも内容的には,科学調査・観測・情報交換等についての国際協力の枠組みを設定するだけで,規制的側面を当面は排除し,徐々に科学的デ-タを蓄積し,科学的知見が高まり,又は確立した段階で細目的な規制を行っていく方が国際的合意を得やすいことがわかった。また国際機関,特に当該条約が設立する国際機関が,ハ-ドロ-(とりわけ基準や規則の作成,修正,実施)の分野で果たす役割が大きいことも判明した。
成果主義賃金と労使協議に関する日独比較研究

ドイツにも、日本の業績給ないし考課昇給に相当する業績手当がある。これらは、上司の査定に基づいて決まるため、その決定に対する従業員の納得性を高める上で手続的公正の確保が重要になる。そのポイントは、(1)情報公開、(2)苦情処理および(3)発言の3施策にある。(1)に関しては日本とドイツの間で相違はないものの、(2)と(3)、すなわち、査定結果に対する異議申立てと苦情処理ならびに人事考課表の作成に対し、事業所レベルの従業員代表の関与が広範に保障されている点で日本とは異なるドイツの特徴がある。本年度は、日本およびドイツの企業への聞き取り調査を実施するとともに日・独の関連文献の収集を行った。併せて、収集した資料・情報の分析を進め、その研究成果の一部として日本企業における成果主義賃金と手続的公正施策の現状に関する論文を発表した。成果主義賃金と労使協議の日独比較研究を行う第一歩として、本社が近畿圏にある東京証券取引所上場企業を対象にアンケート調査を行い、成果主義賃金と手続的公正施策の現状と課題の把握に努めた。この研究から明らかになった興味深い事実は、以下の諸点である。1.一般職層の成果主義賃金の仕組みに関して:(1)基本給の決め方についてみれば、役割給の採用企業が多い管理職層とは異なり、職能給を採用する企業が多数を占めている。(2)職能給の型については、「積み上げ昇給」を採用する企業が回答企業の半数を占めるものの、成果主義的色彩の強い「洗い替えの昇降給」や「メリット昇給」を採用する企業も4割ある。(3)昇給(降給)システムに関しては、査定結果が悪い場合に「ゼロ昇給または降給」が起こりうる制度を3社中2社が採用している。実際に直近5年間に降給になった者がいる企業は同制度採用企業の半数に止まるものの、ゼロ昇給に関してはほとんどの企業において認められた。2.手続的公正施策に関して:(1)「情報公開」に関わる人事考課の基準や方法の公開はほぼすべての企業で、また評価結果の被評価者へのフィードバックも大多数の企業で行われている。(2)「苦情処理制度」の採用企業は、回答企業の半数弱にとどまる。苦情処理制度を採用しない理由としては、「評価や査定結果については納得がいくまで上司と部下が話し合うのが一番良いと考える」企業が多数を占めた。(3)「発言」に関わる「人事考課表作成に対する従業員代表の関与」を認める企業は、回答企業の半数に達しており、しかも苦情処理制度のある企業ほどこれを認める傾向が強い。本年度は、海外共同研究者との意見交換、日・独両国企業への聞き取り調査を行うとともに、日・独の関連文献の収集を行った。そして、収集した資料・情報の分析を進めた。日独比較研究を行う前提作業の1つとして、本年度はドイツの金属産業における成果主義賃金と労使協議ならびに手続的公正施策に焦点を当てて研究を行った。第1に、ドイツの金属産業では、一般職層に対しても成果主義賃金制度を適用しており、そのタイプには、「標準賃金」と査定に基づく「業績手当」の2つがある。標準賃金は、出来高賃金の発展型であり、伝統的に出来高賃金の普及しているドイツに特徴的なタイプの成果主義賃金といえる。これに対し、業績手当は、日本の業績給ないし考課昇給に相当しており、ここに成果主義賃金制度における日・独の共通性が認められる。第2に、一般職層に査定を行う場合、情報公開・苦情処理・発言の3領域における手続的公正施策が労働協約に基づいて制度化されていることである。(1)情報公開関係:評価基準および評価結果の公開が協約で規定され、考課表にはその証となる被考課者の署名欄が設けられている。(2)発言関係:業績考課表の作成に関してみれば、評価メルクマールおよびモデル考課表は労働協約がこれを規定する。企業・事業所は独自の考課表を作成できるが、それには協約当事者の合意が必要であり、しかも、その作成には、従業員代表=経営協議会が関与することになっている。(3)苦情処理関係:評価結果に対する異議申し立てを被評価者(および経営協議会)に認め、この苦情処理に当たる労使同数委員会の設置、その処理結果が合意に至らない場合の仲裁委員会ないし労働裁判所への提起も協約で保障している。この異議申し立ての制度化は、日本では一部の企業がこれを採用するに止まっており、ここにドイツ的な特徴が認められる。
魚鱗(うろこ)の有効利用に関する研究

イワシ類の魚鱗は、きわめて剥げやすく魚港において水揚時に脱離され多量に沈積される。魚鱗は簡単に水洗され乾燥機、保存され飼料や肥料として利用されているにすぎない。近年、コラーゲンが生体高分子として広く用途開発が進み、魚鱗もこの原料の一つとして重要なものとみなされる。魚鱗は魚の年齢鑑定に利用されるため、その知見は鱗相や鱗の成長といった形態に関するものがほとんどを占め、魚鱗の成分についての検討は比較的少ない。本研究においては、マイワシSardinaps melanostictaの魚鱗の一般的性状、魚鱗タンパク質の特性および有効利用につき検討し、次のような結果をえた。(1)マイワシの乾燥魚鱗のタンパク質および全灰分の無水物に対する含有量は、それぞれ23.6%および68.3%であった。走査型電子顕微鏡による観察結果によれば、精製魚鱗は格子状に重ね合わさったコラーゲンフイブリルにより形成され、家畜の皮に見られる繊維束の交絡は認められなかった。(2)魚鱗タンパク質では、アルカリ処理3日間間で、60°C抽出ゼラチン:38.9%、全ゼラチン抽出:71.6%となり,ゼラチン抽出量が最大となる。しかし、乾燥魚鱗の場合、灰分が無水物に対し68.3%も含まれ、原料として約17%(無水物に対し)のゼラチン回収率となり余り良好な成績とは考え難い。(3)魚鱗中のタンパク質の主体はI型コラーゲンであり、ゼラチン、飼料等への利用が考えられる。これらの利用には前述のように無水物に対し60%以上も含まれるカルシウム化合物の除去が必要となる。希塩酸溶液の浸漬により短時間でほぼ大部を除去することが可能で家畜や鶏の骨に比較して、カルシウム塩とコラーゲンの複合状態が異なるものと考えられた。脱カルシウム処理を行った魚鱗は、酵素処理、化学修飾も可能でコラーゲンの生体高分子として有効利用も可能である。(4)魚鱗は独特の形状をもっているため、染色後、その形状のまま、あるいは細粉化し造型材料となる。氣仙沼魚港で回収されたマイワシの乾燥魚鱗を試料とした。夾雑している魚体・内臓等乾燥物を取り除いた後,60メッシュで篩別し徴細な魚鱗を分離した。魚体の表面を被覆している粘質物が乾燥により固化しており、単なる水洗では除去されないため緩和なアルカリ処理による精製を行った。化学分析値は水分16.2%,粗タンパク質19,8%,脂質47%,灰分57.2%であった。精製した魚鱗のアミノ酸組成は,グリシン,アラニン,オキシプロリンを多量に含みコラーゲンが主体である。また,このコラーゲンはアミノ酸組成よの1型に属するものと考えられた。走査型電子顕微鏡によると格子状に重ね合さったコラーゲンフイブリルより形成され,皮に見られる交絡は認められなかった。魚鱗の脱カルシウムは,希塩酸溶液による短時間の浸漬により完全に行われ,この点,家畜や鶏の骨に比較してカルシウムのコラーゲンとの結合状態が著しく異なる。1%塩酸溶液による1時間程度の浸漬によりほぼ完全に脱カルシウムされ,これより全窒素の70%程度がゼラチンとして抽出される。

このゼラチンは濃縮し凍結乾燥することにより,冷水にも完全に溶解する良質の固型ゼラチンを調製することができた。更に0.1%塩酸溶液による1時間の浸漬により全カルシウム含有量の1/41/3程度を除去し,含金染料あるいは酸性染料で染色後少量の塩基性硫酸クロムを添加することにより魚鱗の形状を固定し,造形材料としての利用方法を見出した。これを利用し,床材,建物内壁あるいはテーブルの表面板等の装飾に利用できる透明度の高い造形装飾材料を製造することができた。更に魚体・内臓および粒度の細かい魚鱗の混合物の飼料としての予備実験を行った。以上の研究実績の一部は,日本家政学会平成5年度大会で発表する予定である。(1)魚鱗乾燥物には,魚体の一部(頭,内蔵等)が混在しているので,これを分離,また微細な魚鱗を混合し,肉用鶏の飼料としての利用を試みた。すなわち試料を蒸煮後,乾燥し,肉用鶏の飼料の一部(タンパク質成分)とし,40月間にわたり飼育試験を行った。また予備試験として,一般に市販されているトリプシン,パンクレアチン,放線菌プロテアーゼ,糸状菌プロテアーゼおよび枯草菌プロテアーゼによる消化性を比較した。この結果,蒸煮(気圧2Kg/〓,3分間)により肉用鶏の飼料として利用可能であった。(2)平成4年度の結果に基づき魚鱗タンパク質を調製し、これを試料とし,脱アミノ化,メチルエステル化およびスクシニル化等の化学修飾を行い,高吸水性付与に関する検討を行った。この結果、アルカリ処理(水酸化カルシウム溶液)7日間後,スクシニル化を施すことにより高い膨潤性を有し,しかも魚鱗の原形を保す吸水性試料がえられた。このスクシニル化魚鱗はシート状物(酢酸ビニル樹脂の混用)を形成することが可能で特殊な用途が開発されるものと考えられる。(3)魚鱗を完全に脱カルシウム処理後,ゼラチンを抽出した。このゼラチンを凍結乾燥し過度の熱処理を受けないゼラチンを調製した。骨,皮などより調製されたゼラチンに比較してゲル強度は劣っていたが,過度の熱処理を受けないため溶解性はすぐれていた。(4)魚鱗の染色は,精製後、0.2%塩酸溶液により脱カルシウム処理を行い,全カルシウムの1/22/3程度を除去し,一般の酸性染料で染色し,更に塩基性硫酸クロムで固定し乾燥する。その後凍結粉砕機(CMT社製,TI-500DX型)を使用し,-70°Cに凍結させ-30°Cの雰囲気下で20分間粉砕することにより平均粒度30mumの微粉末がえられた。このものはエアレス・スプレー装置により塗料材料として容易に吹付可能であった。平成4年度および5年度の検討結果を総合し、研究目的の魚鱗の有効利用に関するシステム化を確立するための補足的な実験を行った。本年度はマイワシの乾燥魚鱗より調製した魚鱗タンパク質より抽出された魚鱗ゼラチンの性状につき検討した。(1)魚鱗タンパク質では、アルカリ浸漬3日間で、60°C抽出:38.9%、全ゼラチン抽出:71.6%となりゼラチン抽出率が最大となる。豚コラーゲンでは、14日間アルカリ浸漬により、60°C抽出:約30%、全ゼラチン抽出:約48%となる。しかし1%水酸化カルシウム混液に浸漬した場合魚鱗タンパク質のコラーゲン溶脱率が多かった。(2)魚鱗タンパク質よりアルカリ浸漬処理後、ゼラチンを抽出しゲル濾過による分子量分布を比較した。低温抽出(60°C)はアルカリ浸漬日数の影響を受けやすく、3日間の短時間の浸漬処理により、分子量分布の均一なゼラチンがえられる。それ以降、アルカリ浸漬処理により低分子成分の生成が認められた。
GeVガンマ線観測による隠れた中性子星の探査

今年度は、Fermiガンマ線宇宙望遠鏡(以下Fermi)で検出された新しいガンマ線パルサー10個の「すざく」によるX線観測とデータ解析を行った。Fermiはこれまでに計55個のGeVガンマ線帯域で明るいパルサーを検出したが、そのうち24個はガンマ線観測のみにより発見したものである。こうしたガンマ線で発見されたパルサーというものが、従来知られている電波パルサーとどのような点で異なるのかということに興味が持たれる。結果として、すべての天体についてX線対応天体を発見した。これにXMM-Newton,Chandraの公開データを合わせることで、ガンマ線パルサー計23天体の系統的な解析を行った。X線とガンマ線の解析結果からは、新しいパルサーと既知のパルサーの違いは見出せなかった。X線のスペクトルはいずれも吸収を受けたべき乗のモデル、あるいはそれに単一温度の黒体輻射を加えたモデルで表される。パルサーの特性年齢が大きくなるに従って光子指数が大きくなる傾向にあり、パルサー磁気圏でX線を放射する電子のエネルギー分布は、時間とともに低エネルギー側に傾いていくと考えられる。また、X線の光度がスピンダウン光度にきわめて良く相関することがわかった。この関係は以前から電波パルサーについて指摘されていたが、ガンマ線パルサーでも同様であることが初めて示された。この関係により、地球からの距離がわからないパルサーでもX線フラックスとスピンダウン光度から距離を推定することができる。そこで距離のわからないパルサーのガンマ線光度を見積もって、距離が既知のパルサーとあわせたところ、スピンダウン光度に対して広くばらつき相関がなかった。相関のしかたがX線光度とは全く異なることから、X線とガンマ線についてビーミングの違いが示唆される。平成20年度においては、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡(以下フェルミ衛星、旧称GLAST衛星)の運用とデータ解析手法の習得をし、新たに発見されたガンマ線パルサーの研究を始めた。年度始めの段階では、フェルミ衛星のためのガンマ線背景放射のモデルは完壁なものであり、宇宙線によるバックグラウンドの評価が重要であると考えていたため、6月のフェルミ衛星の打ち上げ直後までは、計画通り宇宙線陽子の観測準備を進めてきた。しかし観測が始まると、実際のガンマ線背景放射はモデルと大きく異なり、解析に大きな不定性を与えることが明らかになった。背景放射モデルの改良には多大な労力がかかり、博士論文研究とするには時間がかかりすぎる判断した。そのため以後はパルサー風星雲に比べてはるかに明るく、バックグラウンドの不定性の影響が小さい、パルサー自体の観測にシフトすることにした。ただし、パルサー風星雲の研究はX線の観測により進めていく方針である。フェルミ衛星の観測開始後はデータ解析を進め、パルサーのスペクトルについて系統的に調べている。特に明るい天体について、パルス位相によってスペクトルの形状が変化することを発見した。今後さらにこの研究を進め、ガンマ線の放射機構について何らかの情報が得られると期待している。なお、フェルミ衛星の打ち上げの前後には、米国のスタンフォード線形加速器センターに滞在し、衛星の運用に参加した。その過程で検出器の動作や得られたデータの質について学び、以後のデータ解析に活かすことができた。
屋上緑化の水循環機構の解明とランドスケープインフラへの展開

平成30年度は、国内において、実際に雨水貯留を考えて設計・施工された屋上緑化の視察、および設計者に対するヒアリングを実施した。また、屋上、壁面緑化等により、先進的な雨水管理を進めているドイツ(ベルリン、ハンブルク)において、現地視察を実施した。(1)国内・岡山を中心に活動する「非営利活動法人日本ゼリスケープ研究会(以下、JXDA)」に対して、ヒアリングと現地視察を実施した。岡山市に事務所を置くJXDAは、W社内に屋上緑化、雨水利用(雨水タンク、潅水設備を実践している。屋上緑化は、土壌を薄くした薄層型、粗放管理型の屋上である。過年度実施した研究において、10センチメートル程度の土壌厚に芝を植栽した屋上緑化モデルでも、十分雨水貯留効果を有しており、これを実践していた。雨水利用では、屋根に降った雨水をタンクに集め、ろ過し、潅水コンピュータと雨センサを組み合わせ、植栽エリア別に最適な潅水量を調節できる仕組み(システム)となっていた。・東京では、平成29年度に引き続き、G社に対して、ヒアリング、意見交換を行った。装置設置後、約3年が経過し、屋上緑化の状況も落ち着いていることがデータからも確認できた。分析については、本来、屋上リニューアル前のデータとの比較が必要であるが、事前に工事が進んだ状況で、データ取得を始めたため、比較するデータが取れていなかった。そこで、屋上リニューアル後のデータを丁寧に見て、真夏日を記録した期間から、代表的な値を用いて、屋上緑化による各種効果を表現すること、屋上緑化の有無を代表的な夏日、冬日で比較するだけではなく、年間を通じて、どのような効果があるのかを表現することをを提案した。(2)海外2018年度は、ドイツにおいて、雨水管理を進める屋上緑化、都市公園を視察した。ランドスケープインフラの水循環機構を明らかにするため、1年目は、以下のに示す結果・成果を挙げることができた。1.(公社)土木学会の全国大会に参加し、土木分野における雨水管理の取組(技術)および研究の状況を調査した。また、河川、下水道分野におけるこれまでの洪水対策に向けた各種取り組みに関する資料を収集した。2.屋上緑化等については、(1)WGIC2015(世界屋上緑化会議名古屋大会2015)に参加し、各国の研究者・実務者との意見交換を行った。(2)会議の成果とあわせて、日本の屋上緑化の取り組み現状について、国内の専門誌だけではなく、海外の専門誌へも積極的に投稿した。(3)具体的な施工技術に関しては、国内で多くの施工事例を持ち、海外からの情報交換も積極的に実施しているJXDA(特定非営利活動法人日本ゼリスケープデザイン研究協会)の活動に参加し、施工技術の習得を始めた。3.アメリカ在住のランドスケープアーキテクトと協力して、先進的な取り組み事例として、ポートランド市(アメリカ)とトロント市(カナダ)に着目し、屋上緑化義務化条例や雨水管理制度を収集し、日本の類似施策との類似点、相違点を比較、分析した。その結果は、(公社)日本都市計画学会の都市計画報告集(NO.14、pp51-54)に報告した。4.実寸大(4m×4m)の屋上緑化施工区において、気象観測(温度、湿度、雨量、風向・風速)と芝生緑化の定点観測(写真撮影)を開始した。管理実態と気象、芝生芝草の成長を比較・分析することで、屋上緑化の水循環機構と植栽の生育の関係性について取りまとめる予定である。過年度に計測したデータの分析が遅れている。これは、最終年度に予定していた設計・施工技術に関する調査が早まったためである(実務者へのヒアリング、技術習得は難しいと思われたが、予想以上に簡単に見学の許可が下りたり、技術講習会への参加が認められたりしたため)。ランドスケープインフラの水循環機構を明らかにするため、2年目は以下に示す内容に取り組んだ。1.日本建築学会が定めた「雨水活用建築ガイドライン」ほかを購入し、建築における雨水活用の普及に関する基準を調査した。また、平成28年8月24日26日に福岡大学で開催された2016年度日本建築学会大会に参加し、雨水活用に関する調査研究を聴講、研究者との意見交換を行った。2.日本造園学会、中国風景園林学会、韓国造景学会が共催する「第15回日中韓国際ランドスケープ専門家会議・国際シンポジウム(平成28年10月28日30日)」に出席し、日本および韓国におけるランドスケープインフラによる水循環の事例報告を聴講した。3.事例調査として、東京都多摩市の株式会社グリーン・ワイズの本社屋上の緑化施工において、雨水流出測定について、専門家として参加した。また、JXDA(特定非営利活動法人日本ゼリスケープデザイン研究協会)が主催するセミナー(東京および名古屋、各1回)に出席し、ランドスケープインフラに使用する植物材料および構造についての資料収集、意見交換を行った。4.(公財)都市緑化機構の特殊緑化共同研究会が行う屋上緑化システムの雨水貯留効果の実測(実験)について、ヒアリングを行い、自身が平成2123年度に実施した人工降雨装置を用いた実験結果との結果の違いを検討した。当初、計画を予定していた解析モデルの構築は、若干遅れていることから、今年度、場合によっては、1年間の延長を検討している。年度途中で所属が変更になったため、予定していた国際会議や学会等への参加が困難となった。そのため、年度途中から研究計画を若干変更して、本研究課題に取り組んできた。

最終年度に予定していた現地調査や屋上緑化施工メーカー、造園会社に対するヒアリングを先行して進めたことから、本年平成29年度には、28年度に実施できなかった屋上緑化の水循環系と機構の解明に着手する。屋上緑化の水循環系と機構の解明は、本研究課題の重要な目的であることから、場合によっては、1年間の研究期間の延長も検討している。平成29年度は、国内において、実際に雨水流出や雨水循環を考えて、設計・施工された屋上緑化、住宅地を対象にヒアリングを実施した。(1)岡山岡山を中心に活動する「非営利活動法人日本ゼリスケープ研究会(JXDA)」の活動に参加した。JXDAでは、雨水の流出、貯留について、植栽する植物の育成も実践している。海外から、輸入する植物種であることから、外来生物法も心配されるが、侵略的な生物にならないように管理しているということであった。ゼリプランツと呼ばれるこれらの植物は、イネ科草本が多く、雨水流出や貯留だけではなく、水質浄化にも一定の効果があることが明らかになっている。ゼリプランツの特性を学ぶセミナーにも参加し、参加者に対して、使用方法などのヒアリングを実施した。(2)東京自社屋上の改変に合わせて、降雨量の測定など気象観測装置を設置し、測定を開始したG社に対して、ヒアリングを実施した。G社とは、設計・管理者と数回のやり取り(メール、電話)を行い、測定データについて意見交換を行った。屋上の改変前後でのデータが蓄積されたことから、来年度(平成30年度)以降、どのような解析を行うかの検討を進めている。(3)既存データの分析過年度に計測したデータの一部を分析した。上記(2)では、実際の降雨を使用した雨水流出データであることから、直接比較することは難しい。そこで、実験室データの特徴を明確にすることで、(2)のデータ分析の基礎データとして使用することとした。データの蓄積は進んでいるが、なかなか分析、発表へと着手できていない。特に、国内の事例を積極的に海外に発信することで、雨の降り方に特徴のある日本の雨水流出や貯留といった、雨水循環に関する情報発信が遅れている。平成30年度は、国内において、実際に雨水貯留を考えて設計・施工された屋上緑化の視察、および設計者に対するヒアリングを実施した。また、屋上、壁面緑化等により、先進的な雨水管理を進めているドイツ(ベルリン、ハンブルク)において、現地視察を実施した。(1)国内・岡山を中心に活動する「非営利活動法人日本ゼリスケープ研究会(以下、JXDA)」に対して、ヒアリングと現地視察を実施した。岡山市に事務所を置くJXDAは、W社内に屋上緑化、雨水利用(雨水タンク、潅水設備を実践している。屋上緑化は、土壌を薄くした薄層型、粗放管理型の屋上である。過年度実施した研究において、10センチメートル程度の土壌厚に芝を植栽した屋上緑化モデルでも、十分雨水貯留効果を有しており、これを実践していた。雨水利用では、屋根に降った雨水をタンクに集め、ろ過し、潅水コンピュータと雨センサを組み合わせ、植栽エリア別に最適な潅水量を調節できる仕組み(システム)となっていた。・東京では、平成29年度に引き続き、G社に対して、ヒアリング、意見交換を行った。装置設置後、約3年が経過し、屋上緑化の状況も落ち着いていることがデータからも確認できた。
3次元CG地図帳を用いた探索と発見にもとづく地理学習の指導法の研究

中学校社会科地理的分野における読図学習に、本研究で開発した3次元地図帳システムを活用した授業計画を練り試行した。対象は、1年生33名である。事前に行った地理に対する意識調査では、91%が地理が好きと答えながら、「地理は覚えることが多い」70%、「地理が為になると思えない」45%という回答を得ている。計画では、、本システムを動機付けに利用し、地理的な探索と発見を仮想空間で擬似体験させることで、地理的探究心の啓発と読図への関心を高めさせることをねらった。授業内容は、生徒にインターネットを通じて提供される教材(VRMLで表現された仮想立体地形模型と応用アプリケーション)をブラウザ上で閲覧しながら地形図との比較を行わせ、分散環境下で協調して土地利用を地形図から読み取り、メッシュ単位で登録し、その結果を再度立体的に閲覧して、地域の特徴を考察しながら、実際に現地調査が必要な項目や課題を見つけさせた。作業別に画面を切替、全てマウス・クリックのみの操作は、93%の生徒が「操作は簡単」と答え、導入時の操作指導を簡略化させることができた。また計画通りの時間で授業は終了し、通常の単元より短くかつ広範囲な地域の土地利用図の作成が可能となった。終了後、余田が行ったkellerのARCS動機付けモデルに基づくアンケート調査による分析を行った。この分析は、従来の授業と今回の授業とを5段階調査で、注意(Attention)、関連性(Relevance)、自信(Confidence)満足感(Satisfaction)の観点別に設定した34の質問で比較評価するものである。t検定を行ったところ、df=32において、今回の授業の有意差が見られた項目は、P<0.05で、関連性:「面白かった」、自信:「先生は工夫をしていた」であった。P<0.01では、注意:「眠くならなかった」、「学習内容に新しさを感じた」であった。本研究では、中等教育社会科の地理的分野において、研究者が行う地域分析と、その考察を積み上げていく真性の活動過程を導入した指導法を検討し、その教材として、生徒が地理情報を収集、整理し、考察を行ったものを情報発信できる3次元CG地図帳を開発する。平成11年度(初年度)においては、インターネットで配信可能な、3次元仮想空間地図システムの設計と開発を行った。本システムは、サーバ側に日本の20万分の1と2万5千分の1の地形図データベースを用意し、クライアントが必要な図葉を選択すると、サーバから転送されたVRML記述の3次元モデルがブラウザ上に表示される仕組みになっており、生徒は、ゲームパッドとマウスにより自主的に視点を変えて見ることができるようになっている。経緯度の位置情報を指定し、調査地域についての情報をカテゴリー別に蓄積し、閲覧できる機能を設け、地理的事象を地図上に適切に表現するための学習環境を用意した。また、3次元の地形情報に、平面を付加し、JAVAプログラムで平面を上下させることで、地形図上の等高線との照合学習に利用する等、地形情報を利用したシミュレーション機能も付加し、地図から意味ある解釈を引き出すための訓練を行う学習環境を用意した。管理者(教師)は、課題をデータベースに登録することで、管理者間の情報共有ができる。また、課題に対して生徒が登録してきた情報をリアルタイムに一覧表示し、状況に応じた対応が図れる機能を用意した。
イノベーション・マネジメントにおける偶然の研究

本研究は、既存研究のテキスト分析・統計分析、過去事例の追加調査、新規事例調査の4つの研究手法を組み合わせて、イノベーション・マネジメントの過程にたびたび登場する「偶然(セレンディピティ)」の内容を理解するとともに、その偶然をイノベーション創出に貢献させるために求められるマネジメントについて探索し、最終的には偶然(セレンディピティ)を包含するイノベーション・マネジメントの理論を構築することを目指す。
高速らせんCTによる血管内超音波、血管内視鏡イメージングの3次元的統合CT画像の開発

平成11年度も3次元統合画像を得るための微調整から研究を開始した。その結果、本ソフトウェアの臨床応用が可能と判断し、はじめに大動脈瘤の3次元統合CT画像を再構成することを試みた。血管内腔のイメージを得るためのソフトウェアであるcruising eye view法により、血流腔に相当する血管内腔の造影剤が良好に除去でき、中腔構造物として大動脈内腔を表現することが可能であった。一方、血流腔の周囲に存在する壁在血栓などの周囲組織は、多断面変換表示法によりCT値情報を有する断面像として同時に表示することが可能であった。この結果、一枚の3次元CT画像にて特定断面のCT情報とこの位置から末梢側の血管内腔情報とを同時に評価することができ、血管内超音波と血管内視鏡の両者の特徴を備えた大動脈瘤の3次元的統合CT画像を得ることが可能であった。大動脈瘤に対するstent-graft治療後の症例において本画像を作成することにより、治療後に血栓化した大動脈瘤壁と金属stentならびに正常径に復した大動脈内腔とを分離して認識することが容易となり、治療効果の判定を極めて有用な情報を提供することが可能であった。しかし、その後に骨盤部閉塞性動脈硬化症に対して本ソフトウェアを応用したところ、再構成対象となる目標血管に対して通常行うCT検査の撮像領域では最小画素単位が大きすぎること、ならびに従来のCT装置では体軸方向の空間分解能が不十分であることが判明した。これらの問題を解決すべく、現在新たに臨床導入された多列検出器型CTを用い、体軸方向に薄い検出器構成で撮像領域を限定して再度データ収集を行い、閉塞性動脈硬化症にも本ソフトウェアが対応し得るか継続して研究中である。研究計画に則り、はじめに血管内超音波および血管内視鏡イメージングの合成ソフトのプログラム開発に着手した。既開発の仮想CT内視法のソフトを改良し、血管壁情報を含めた周囲のCT値情報を張り付けることで両者の3次元的統合画像が得られるようプログラミングした。プログラミングは当初難航し、試行錯誤を繰り返した結果、最終的に多断面変換表示法を応用することで目標とするプログラムの初期開発に成功した。このプログラムが実際に作動することを確認した後、微調整を行った。この過程で得られた3次元画像の定性ならびに定量性に関する基礎的評価をおこなう必要性が高いことが判明したため、アクリルファントムによる前臨床的検討をおこなった。ファントムは生体内の管腔臓器を網羅し得るように直線型、S字型、らせん型(内外初)のチューブファントムを設計した。また狭窄ならびに隆起性病変を模倣し、チューブファントム内に大きさの異なる突起物を位置を変えて配置した。チューブファントム内を造影剤で満たし、様々な撮像条件と再構成条件で検査しプログラムの作動性を確認した。その結果、再度微調整が必要であることが判明したため、現在調整中である。これと平行して3次元的統合画像プログラムが完成した際に臨床例で評価検討できるように、大動脈瘤、大動脈解離ならびに骨盤部閉塞性動脈硬化症例の高速らせんCT検査をおこない、検査データを医用画像装置用光ディスクに記録した。この際、同一症例の検査データを様々な条件で画像再構成し保存しておく必要があるため、多くの保存用光ディスクを必要とした。平成11年度は前臨床的研究を継続しておこない、3次元的統合CT画像プログラムの最終確認をおこなった後、研究計画に則り血管病変症例のデータを用い、臨床例における本プログラムの初期評価をおこなう予定である。
睡眠中の難聴者は体性感覚に鋭敏か

睡眠中に空気中のわさびの臭い(イソチオシアン酸アリル:3.5-20PPM)を吸入した時の反応を観察すると、難聴者は非難聴者に比べて覚醒しやすく、睡眠段階2においては臭気成分が枕もとへ到達してからボタンを押す反応までの時間は、それぞれ平均約21秒、45秒であった。わさびの臭いは三叉神経の体性感覚を刺激するが、幼少期からの難聴者で反応が早いことは、本来ならば音声情報を処理するための側頭葉聴覚野が体性感覚の情報処理に関与するとの神経系の可塑的変化による可能性がある。本研究の成果は聴覚障害者用火災報知器に応用され、特許を取得し、研究者はイグ・ノーベル賞やイノベーションに関連する講演を行った。1、安定した刺激提示方法を確立検査室内にAITを噴霧した場合、空気の対流に影響されて不安定な刺激提示とならざるをえないため、安定的・直接的方法として非磁性体の鼻カニュラを用いた経鼻吸入法を用いた安定した刺激提示方法を確立した。2、解析法の検討滋賀医科大学地域精神医療学講座に赴任したR.D.Pascual-Marquiとともに脳波から脳の電流密度や信号の結合性を解析する手法(LORETA)につき検討した。3、成果の発信と普及H25年度は学会発表と講演を3回実施した。1、予備実験の実施H24年5月に夜間睡眠中の正常聴力者2名に対して睡眠ポリグラフ監視下でAIT(イソチオシアン酸アリル)を検査室内に噴霧し、安全性と有効性、意識状態と行動を観察した。経年したわさび臭刺激においても睡眠からの覚醒が速やかに誘導されること、信号源解析に耐えうるデータが得られることを確認した。2、刺激提示装置の改良検査室内にAITを噴霧した場合、空気の対流に影響されて不安定な刺激提示とならざるをえないため、安定的・直接的方法として非磁性体の鼻カニュラを用いた経鼻吸入法を準備した。その結果、刺激提示は可能であるが、刺激が到達したことを鼻に近い部分で確認する方法(鼻カニュラ内にセンサーを設置するか否か)に工夫が必要であると判明した。3、解析法の検討H24年4月に滋賀医科大学地域精神医療学講座に赴任したR.D.Pascual-Marqui(ロベルト・パスカル・マークイ)とともに脳波から脳の電流密度や信号の結合性を解析する手法(LORETA)につき検討し、睡眠中の三叉神経刺激処理につき、正常聴力者と聴覚障害者での信号源密度を比較して信号源を決定するするための有力な解析方法であると確認した。4、成果発表と実験方法の検討H24年9月に札幌医科大学・神経生理学講座にて「わさび臭の火災報知機」の成果やその作用機序について講演し、主に神経生理学観点から討論するとともに今後の実験方法について検討した。1.睡眠時の臭気吸入による反応およびその情報処理過程の解明睡眠中にわさびの臭気(イソチオシアン酸アリル3.5-20PPM)を吸入した場合、睡眠段階2において臭気成分の枕もとへの到達からボタン押し反応までの時間は、難聴者と非難聴者でそれぞれ平均約21秒、45秒と有意差が認められ、難聴者は体性感覚(三叉神経)刺激で覚醒しやすいことが明らかとなった。聴覚障害者での反応に側頭葉聴覚野が関与するか否かは先天性障害者における脳の機能的再構築という興味深い問題であるが、臭気を吸入した際の詳細な脳内電気活動の記録とそのロレッタ解析については諸般の事情から測定環境の整備にとどまった。また、実験室外の自宅寝室での臭気吸入による睡眠からの覚醒を確認する手段として、携帯型の生体信号計測機器ついて検討した。臭気発生装置からわさび臭が噴出する前後の脈拍、酸素飽和度、活動量、1チャンネル脳波のモニタリングは有用と判断された。2.成果の発信本研究の応用成果である「わさび臭を発する聴覚障害者用警報装置」について、平成26年5月に近江学術出版懇話会にて、7月には筑波大学・国際統合睡眠医学研究機構にてそれぞれ講演し、平成27年には邦文誌(化学と工業)に寄稿した。また、国内外からの取材や学生訪問に対応し、日本睡眠学会等においても報知器や睡眠知識の普及に努めた。なお、成果の発信における課題として、報知器の利用者として想定される聴覚障害者の講演への参加促進と発表内容の伝達法があり、解決法として広報時の障害者ネットワークの活用、講演時の手話通訳や音声を文字化するシステムの改良が望まれる。臨床精神医学、睡眠、高次脳機能脳波検査室での計測を準備する段階において、シールドルーム内に電気的ノイズが混入していることが判明し、その原因特定と解消に手間取っている。

解決策として、新しいシールドルームを設置してそこで脳波を記録し、踏み込んだ解析をする法(LORETA)を検討中である。診療が多忙となり、研究に割ける時間と労力が減少したため。研究成果の発信、書籍化と普及広報に努める。H26年度は発表学会1ー2回、講演会2ー3回、滋賀大学・滋賀県立大学と共同しての単行本の出版を計画している。また本研究の成果である報知機は一部の聾学校や宿泊施設に導入される一方で難聴者の家庭への普及は進んでおらず、普及活動を行う。当初H24年度に計画され、実施が不十分であった事項(主に被験者からの記録とデータ解析)をH25年度に実施する計画である。実験における計測回数が当初計画より少なかったため。設備を整備し、その後に計測試験を計画しているため。当初H24年度に予算化され、使用しなかった経費(主に設備費と謝金)をH25年度に使用する計画である。
金属錯体複塩中の光エネルギ-移動反応

固相中での金属錯体間の励起エネルギ-移動を明らかにするため、[Cr(ox)_3]^3錯体(ox-シュウ酸イオン)の結晶、[Al-(ox)_3]^3錯体にド-プした結晶および粉末について、発光スペクトル、発光寿命を測定した。その結果、第二配位圏に存在する水分子が緩和過程に大きな影響を及ぼすこと、および錯体間でエネルギ-移動が起こっていることが明らかになった。Li_3[Cr(ox)_3]・6H_2Oの結晶について、この結晶をシリカゲル上に保存することによって、結晶水の一部を脱水すると発光スペクトルの位置は変わらないが、発光強度は著しく弱くなり、最終的には発光はほとんど観測されなくなる。一方、K塩は結晶中では発光が観測されないが、K_3[Al-(ox)_3]にド-プすると発光が観測できるようになり、結晶水を脱水すると発光位置は変化しないが、発光強度が著しく増大する。このことは第二配位圏にある水分子が光励起状態からの緩和過程に大きく影響を及ぼしていることを示している。結晶水の脱水によるCr^<3+>イオンの^2E状態からの緩和過程が、陽イオンによって変わることは、緩和過程に影響を及ぼす水分子が異なる状態にあると考えられる。Na_3[Cr(ox)_3]およびアネミニウム錯体にド-プした単結晶は、発光位置は変化しないが、発光寿命は4μsから20μsへと長くなる。このことCr・・Crの相互作用があることを示している。[Cr(en)_3]・[Cr(ox)_3](enエチレンジアミン)では、[Cr(en)_3]^<3+>錯体を励起すると、[Cr(ox)_3]^<3->から発光し、光励起:エネルギ-が錯体間で移動していることが分かった。
特別なマーカーによらない拡張現実感に関する研究

本研究では、拡張現実における仮想物体描画の位置決めに、シーン中の画像特徴群を用いる。このため、3DのCGシミュレーションによる局所特徴量の評価法を提案した。これによって、隠蔽のある状況での各種局所特徴量の経時的な追跡評価が行えるようになった。また、モバイルデバイスの自己位置推定法について、機械センサからの加速度データとカメラからの画像特徴を、それぞれの観測の不確かさに応じて統合する手法を示し、実験的に検証した。さらに、仮想物体描画のために、シーンの代表物体の影から光源位置を推定する手法を提案し、仮想物体の影付けに適用した。これらによるプロトタイプシステムのアンドロイド端末への実装も行った。2.シーンの特徴記述子に関する調査:提案されている様々な画像特徴の評価法に関して、従来あまり取り上げられなかった「隠れ」(オクルージョン)を含む見え方の変化に対する頑健性の評価法を提案した(第11回情報科学技術フォーラムFIT2012)。3.拡張現実感の描画に関する研究:実シーン画像に仮想物体を重畳描画する際の人工的な陰影付けについて、奥行センサーカメラ(RGB-Dカメラ)を用いた平面・影検出による実シーンの光源推定法について検討し報告した(精密工学会画像応用技術専門委員会,サマーセミナー2012)。4.モバイルデバイスの自己位置推定に関する研究:カメラからの視覚情報と加速度センサを統合してモバイルデバイスの自己位置と姿勢を推定する手法について検討し報告した(ロボティクス・メカトロニクス講演会ROBOMEC 2012)。5.ソフトウェア開発環境の整備:モバイルデバイスの実機としてアンドロイド(Android)タブレットPCを購入し、支援PCの開発環境を整備した上で、実シーン映像への仮想物体の描画を行なった(学部卒業論文、外部発表準備中)。昨年度までの成果を受け、「シーンの画像特徴の評価法」、「拡張現実感の描画法」、「モバイルデバイスの自己位置推定法」及び「モバイルデバイスへの実装」について検討し報告した(Intl. Assoc. Pattern Recognition(IAPR) MVA2013,ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMEC2013),画像センシングシンポジウム(SSII2013),及び,画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2013)など).1.シーンの画像特徴の評価法:昨年度提案した「隠れ」(オクルージョン)を含む見え方の変化に対する頑健性の評価法について、CGによる評価環境を特徴点群の追跡に拡張した(SSII2013)。2.拡張現実感の描画法:実シーンの影から光源を推定するため、RGB-Dカメラによる方法と、確率的探索法を提案した(SSKK2013、他)。3.モバイルデバイスの自己位置推定法:視覚情報による自律移動ロボットの自己位置推定と環境地図の同時獲得法(SLAMと呼ばれる)は、モバイルデバイスに直ちに応用できる。全方位ステレオ画像から得た3次元点群データのスキャンマッチングによるロボットの位置姿勢推定法について検討した(MVA2013、ROBOMEC2013)。4.モバイルデバイスへの実装:上記3.の姿勢推定法と2.の仮想物体描画法を簡略化した初期版をタブレット端末(アンドロイド)に実装した。シーンの特徴量としては、1.の成果を踏まえて、Oriented FAST and Rotated BRIEF(ORB)を用い、基本的な動作を確認した(MIRU2013)。なお、iOSデバイスへの実装も進めている(未発表)。1.関連研究の調査:IEEE Computer Society Digital Libralyを中心に拡張現実(AR)に関連する研究分野の調査を行なった。これにより、当該分野の現状と概略を把握することができた。なお、この調査は今年度も継続する。2.シーンの特徴記述子に関する調査:本研究では、仮想物体の描画のために現実のシーンの画像特徴を利用する。処理の高速性と柔軟性に着目し、それぞれSURF及びFernsと呼ばれる特徴記述子の、見え方や隠蔽等に対する頑健性を検討した(学部の卒業研究「ARに適した特徴記述子の検討と応用」として実施、現段階では未発表)。3.拡張現実感の描画に関する研究:まず実際の机上シーンを撮像し、その影の状況から光源位置を推定する。次に、そのシーンに仮想物体(ティーポット)を描画する際、その知識によって影付けを行う手法を検討し、実装した(学部の卒業研究「ARにおける光源の推定と影付け」として実施、現段階では未発表)。4.モバイルデバイスの自己位置推定に関する研究:当研究室で従来から進めている「ロボットの自己位置推定に関する研究」はこれに直結してり、今年度は、全方位ステレオ視により各観測位置で獲得した密な距離データの重ね合わせ手法について検討し、学会発表を行なった(ROBOMEC 2011)。5.ソフトウェア開発環境の整備:モバイルデバイスとして先駆的に広く普及しているApple社のiPhone/iPadに代表される機器を想定しているため、開発環境としてiMacを導入した。また、同社の「ユニバーシティ・プログラム」に参加申請し、iMac上での開発と実機での動作が可能な作業環境を整備した。