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観世文庫所蔵能楽関係資料のデジタル・アーカイブを活用した新しい能楽史の構築

観世文庫の能楽関係資料は、質・量ともに能楽に関する最重要の資料群である。本研究では、これらの資料の調査・研究に基づき、インターネット上で画像と解題を公開するデジタル・アーカイブ「観世アーカイブ」を拡充させると共に、これを活用して、近世能楽史の研究を大きく進めた。特に、15世観世大夫元章(172274)の能楽改革に関する研究に重点を置き、観世元章に関する用語集と関係書目、年譜をまとめ、刊行した他、元章による注釈の書入れが顕著な謡本『爐雪集』の翻刻と検討を行った。さらに、観世文庫に世阿弥自筆能本が残る「阿古屋松」の復曲を行い、観世文庫資料の展覧会でも研究成果を公開した。(1)観世文庫の文献資料のうち、これまで未整理のままになっていた400点余りの近世資料の調査を行い、整理番号や書名を付け、基本的な書誌データを採取するとともに撮影を行った。撮影した画像データはメンバーで共有し、今後、解題目録データベースの基礎稿を作成する予定である。(2)全体会議を開き、2006年から4年間にわたって行われた、科学研究費補助金基盤研究(A)「観世文庫所蔵能楽関係資料のデジタル画像化と解題目録作成に向けた総合的研究」(研究代表者:松岡心平)による調査に基づいて作成したデジタル・アーカイブ「観世アーカイブ」の利便性を高めるための方針と、今後の作業分担を定めた。その上で、研究分担者および10名程の研究協力者によって構成されるチームで、原本の再調査を行い、資料の書誌解題の見直し、及び拡充作業を進めた。(3)研究分担者・研究協力者によって構成される研究会を発足させ、15世観世大夫元章による能楽改革をテーマとする調査・研究を行った。特に、元章による注釈の書入れが顕著な謡本『爐雪集』については、研究協力者を中心に書入れの翻刻作業を進めると共に、研究会において引用書目の検討などを行い、能楽改革の背景にどのような謡曲理解があったのかを探った。また、能楽学会東京例会(2010年10月25日)において「観世文庫の観世元章関係資料をめぐって」という共通テーマを設けて、元章手沢謡本など観世文庫の文献資料を用いた発表を行い、研究成果の一端を報告した。(1)観世文庫の書誌調査科学研究費補助金基盤研究(A)「観世文庫所蔵能楽関係資料のデジタル画像化と解題目録作成に向けた総合的研究」(平成1821年度、研究代表者:松岡心平)による調査に基づいて作成した「観世アーカイブ」を拡充するため、観世文庫において数日間にわたる原本調査を五回にわたって行った(平成23年5月2830日、7月17日19日、9月1820日、12月2325日、平成24年2月1113日)。この原本調査により、すでに撮影したデジタル画像に基づいて作成していた資料解題を見直し、新たな書誌情報を加え、その結果を文献データベースに統合した。(2)観世文庫資料の研究会観世文庫での上記の原本調査に合わせ、十五世観世大夫元章を主なテーマとした研究会を三回行った。観世元章による能の考証や演出の検討、元章の交流圏など、多くの点が問題となった。この研究会の成果も論集という形での公開を予定している。(3)『爐雪集』の翻刻作業能の詞章の大改革として知られる明和改正謡本の成立過程をうかがわせる謡本『爐雪集』には、観世元章による注釈の書入れや改訂の跡が顕著であり、これを公にすることは近世能楽史研究上、大きな意義がある。そこで、研究会において翻刻の凡例を検討し、研究協力者を中心に書入の翻刻作業を進め、来年度刊行するところまで目処を付けた。(4)研究成果の展示研究協力者の中尾薫氏が中心となった企画展示「世阿弥を継ぐ-観世大夫元章の革:新-」(平成23年11月1日12月22日、早稲田大学演劇博物館)では、観世文庫の資料を多数出陳し、これまでの研究成果の一端を公開した。また、平成23年12月から国立能楽堂において始まった企画公演「世阿弥自筆本による能」に合わせ、国立能楽堂資料展示室で観世文庫展を行い、演目の「布留」「難波」「松浦佐用姫」などに関連する観世文庫資料を解説と共に展示した。(1)観世文庫の書誌調査とウェブ公開:観世文庫所蔵能楽関係資料のデジタル・アーカイブ「観世アーカイブ」を拡充するため、観世文庫において数日間にわたる原本調査を三回にわたって行った(平成25年7月68日、12月2527日、平成26年2月2123日)。

この原本調査により、すでに撮影したデジタル画像に基づいて作成していた資料解題を見直し、新たな書誌情報を加え、その結果を文献データベースに統合した。また、「観世アーカイブ」のサイトのデザインを修正し、近年のウェブ環境の変化に対応するとともに、専門家以外にも使いやすくした。なお、残された課題として、調査を継続し書誌情報をいっそう充実させること、型付などの非公開画像の公開を広げること、Flash技術に依存しない画像閲覧環境の可能性を探ること、の3点があげられる。(2)『観世元章研究基礎資料』の刊行:観世文庫での上記の原本調査に合わせ、十五世観世大夫元章(一七二二七四)を主なテーマとした研究会を行った。そして、この研究の成果報告書として、松岡心平編『観世元章研究基礎資料』(檜書店作製)を刊行した。本書は、第一章「観世元章関連用語集」・第二章「観世元章関係書目と年譜」からなるもので、観世文庫所蔵資料の形成にあたって最も重要な役割を果たした十五世観世大夫元章の事績のかなりの部分が明らかになったといえる。「観世アーカイブ」によって、近世能楽史の中核に位置する観世元章に関する、膨大な新資料の発見と検討が可能となったのである。(3)研究成果の展示:平成25年4月3日5月26日まで京都・相国寺承天閣美術館において、また同年10月19日11月24日にかけて名古屋・松坂屋美術館において、「観世宗家」展を開催し、研究成果の一端を広く展示・公開した。(1)観世文庫の書誌調査:観世文庫所蔵能楽関係資料のデジタル・アーカイブ「観世アーカイブ」を拡充するため、観世文庫において数日間にわたる原本調査を五回にわたって行った(平成24年5月35日、7月21日23日、8月2527日、11月2325日、平成25年2月24日)。(2)観世文庫資料の研究会と、論集の作成:観世文庫での上記の原本調査に合わせ、十五世観世大夫元章を主なテーマとした研究会を行った。この研究会の成果として、元章に関する個別の研究論文に加え、元章に関する小事典や特集コラム、研究資料目録や年譜などの作成を進め、次項『爐雪集』の翻刻と共に、来年度刊行する目処をつけた。(3)『爐雪集』の翻刻作業:能の詞章の大改革として知られる明和改正謡本の成立過程をうかがわせる謡本『爐雪集』の、書入れや詞章改訂の翻刻作業が一通り完了したが、なお見直し・編集作業に時間を要しており、刊行は来年度を予定している。(4)「阿古屋松」の復曲と研究成果の展示:観世文庫に世阿弥自筆能本が残る「阿古屋松」の復曲については、以前より研究代表者・松岡心平監修のもと検討を重ねてきたが、平成24年4月27日および同29日に、国立能楽堂で上演することができた(シテ:観世清和。企画公演「世阿弥自筆本による能」最終回)。この上演にあわせ、国立能楽堂資料展示室での観世文庫展では、世阿弥自筆能本「阿古屋松」をはじめ、関連する観世文庫資料を展示し、解説を付して研究成果の一端を公開した。また、平成24年12月27日から翌年1月21日まで、松屋銀座において開催された観世宗家展(観世清和・松岡心平監修)でも、世阿弥自筆伝書をはじめとする観世文庫資料に解説を付して展示した。特段、研究の進展上、問題となる事象は生じていない。25年度が最終年度であるため、記入しない。緻密な確認が必要な翻刻作業などには時間を要しているが、全体的には確実に成果が上がっており、また研究の進展上、問題となる事象も生じていない。
下顎骨半側切除患者における咀嚼運動経路と噛みしめ時の顎偏位に関する研究

顎顔面領域で舌や口底部等、下顎周囲の腫瘍により下顎骨を切除した症例は、下顎の左右対称性が失われ、機能時にきわめて不安定な運動様相を呈する。中でも下顎骨半側切除を強いられた症例では、下顎は付着筋に索引されて切除側へ著しく偏位・回転し、上下顎の歯列が矯正に咬み合わなくなり、また噛みしめ時には健側の咀嚼筋が優位に作用するため、咬合接触点を支点として下顎が健側に回転し、咀嚼機能に多大な障害を与えることになる。こうした症例の補綴処置の際に術者が最も苦慮する点は、咬合採得の際どのような顎位に誘導し、どの程度の力で咬合させるかにある。そこで本研究では、下顎半側切除患者が噛みしめの際、下顎骨がどの様な運動様相を呈するかを立体的にとらえ、分析、検討した。被験者には腫瘍摘出術により下顎の連続性の欠如した左下顎半側切除症例3名を選択した。下顎運動の計測には6自由度顎運動測定器MM-JI-E(松風社製)を用い、咀嚼時およびクレンチング時の下顎の回転、偏位を解析した。その結果、クレンチング時に下顎は咬合支持点を中心とする回転運動を行い、支持点を残存歯列上のどの部位に設置しても常にその回転方向は一定であることが分かった。また、下顎の回転量が最小となる咬合支持点は必ずしも下顎の残存歯列上の重心とは一致せず、むしろ矢状面上で上顎の第一大臼歯付近に集束し、頭蓋顔面部の咀嚼筋起始部の位置と相関の強いことが推察された。以上より、下顎半側切除症例における下顎の安定点、平衡点は、上顎第一大臼歯部の対合部付近に存在し、臨床における咬合採得への適用の有用性が示唆された。
ヨウ素124を用いた腫瘍イメージングのための新規PET用プローブの開発

ヨウ素124を用いた標識抗体および標識修飾抗体を作製し培養細胞を用いたin vitroにおける結合性を確認したところ、特異性が見られた。担癌マウスを作製し、in vivoにおける結合性を確認したところ、腫瘍への集積はほとんど見られず、膀胱への集積が見られた。また、ヨウ素124を用いたIODOGEN法による標識の際に見られる標識率の低下は還元性のある水和電子の影響であることを見いだした。^<124>Iの製造^<124>Iの製造はターゲットとして^<124>TeO_2を用い、当施設にあるサイクロトロンにて行った。その結果、約200MBqの^<124>Iが得られた。^<124>I標識抗体の作製標識抗体の作成はヨウ素の標識方法として汎用的に利用されているIODOGEN法を用いて行ったが、^<125>Iを用いた標識率が約70%だったのに対し、^<124>Iを用いた標識率は約20%と低くなることが明らかとなった。この標識率が低い原因について詳細な検討を行ったところ、^<124>Iは放出される陽電子のエネルギーが高いため、反応溶媒中(PBS)に還元作用をもつ水和電子が発生し、結果として酸化されたヨウ素の数が減少するためだという知見を得た。これを改良する目的でIODOGENをglass beadsにコーティングし、反応溶媒中での水和電子の発生を抑制したところ、^<124>Iの抗体に対する標識率は上昇した。^<124>I標識抗体のin vitroにおける結合評価得られた^<124>I標識抗体について腫瘍細胞を用い、抗原に対する作製した^<124>I標識抗体の結合性を確認したところ、特異的な結合が見られたことから、^<124>Iが抗原認識部位へ結合したのではないことが明らかとなった。この結果、作製した^<124>I標識抗体はイメージングプローブとして利用可能である可能性が考えられた。1. ^<124>Iの製造^<124>Iの製造はターゲットとして^<124>TeO_2を用い、当施設にあるサイクロトロンにて行った。2. ^<124>I標識抗体の加vかoにおける結合評価IODOGEN法を用いて^<124>I標識抗体を作製した。この得られた標識抗体について腫瘍細胞を移植した担癌マウスを用い、小動物PETを用いてin vivoにおけるこの抗体の結合性を確認したところ、腫瘍に対して特異的な集積が見られず膀胱に集積した。この結果から、作製した^<124>I標識抗体はイメージングプローブとして適さないことが明らかとなった。3.修飾抗体を用いた^<124>I標識修飾抗体の作製上述した結果より、通常の抗体では分子量が大きく(150kDa)、そのため腎臓にて分解される可能性が高いため、分子量の小さい修飾抗体(6kDa)を用いて実験を行った。標識修飾抗体の作成はヨウ素の標識方法として汎用的に利用されているIODOGEN法を用いて行ったが、抗体に直接ヨウ素を導入する直接法では修飾抗体に^<124>Iは標識出来なかった。そこで、間接標識法を用いることにした。具体的には初めに^<124>I標識SIB(スクシンイミジルヨードベンゾエイト)を原料からIODOGEN法を用いて合成した。その後HPLCを用いて分離、精製を行い、得られた^<124>I標識SIBを修飾抗体と反応させた。その結果、^<124>I標識修飾抗体を得ることが出来た。1.^<124>Iの製造^<124>Iの製造はターゲットとして^<124>TeO_2を用い、当施設にあるサイクロトロンにて行った。2.^<124>I標識修飾抗体の作製^<124>I標識SIB(スクシンイミジルヨードベンゾエイト)を原料からIODOGEN法を用いて合成した。その結果、^<124>I標識修飾抗体を得ることが出来た3.^<124>I標識修飾抗体のin vitroにおける結合評価得られた^<124>I標識修飾抗体について腫瘍細胞を用い、抗原に対する作製した^<124>I標識修飾抗体の結合性を確認したところ、特異的な結合が見られたことから、^<124>Iが抗原認識部位へ結合したのではないことが明らかとなった。この結果、作製した1241標識抗体はイメージングプローブとして利用可能である可能性が考えられた。4.^<124>I標識抗体のin vivoにおける結合評価

この得られた^<124>I標識修飾抗体について腫瘍細胞を移植した担癌マウスを用い、小動物PETを用いてin vivoにおけるこの抗体の結合性を確認した。その結果、腫瘍に対して特異的な集積が見られたものの、その集積量は非常に低く、甲状腺への高い集積が見られた。このことから、作製した^<124>I標織修飾抗体は代謝によって遊離のヨウ素が産生し、それが甲状腺に集積している可能性が考えられた。従って、腫瘍イメージングプローブとして改良の余地があると考えられる。
脊髄虚血後の遅発性運動神経細胞死におけるミトコンドリア機能不全の関与に関する研究

一過性脊髄虚血後の遅発性脊髄運動神経細胞死の機序として、遅発性のミトコンドリア機能不全が関与しているか否かを明らかにすることを目的とした。カルシニューリンの活性化を抑制し、かつ、ミトコンドリアの内膜透過性亢進を抑制すると報告されているシクロスポリンAの一過性脊髄虚血後の神経学的・組織学的予後に与える効果を検討した。予備実験で、シクロスポリンA投与により血糖が上昇することが判明したため、インスリンを併用した。その結果、一過性の脊髄虚血(13分間)により、溶媒群(対照群)では、全ての家兎で再灌流後一旦は後肢運動機能が正常になったが、再灌流72時間までには跳躍不能となった。シクロスポリンA単独では脊髄保護効果がなかったが、シクロスポリンAにインスリンを併用すると、全ての家兎で遅発性の運動機能障害は生じず、再灌流4目後の運動機能も正常であった。ただし、インスリン単独でもかなりの保護効果が認められることが判明した。したがって、このモデルにおいては、シクロスポリンAの作用をインスリンが増強したと考えるよりは、1)低容量のインスリン(0.30.4単位/kg)に予想外の脊髄保護効果が認められた、2)インスリンにシクロスポリンAを併用するとさらに保護効果が強化される傾向がある、と結論すべきと考えられる。インスリンの脊髄保護作用はBcl-XLのup-regulationとBaxのdown-regulationが関与していると考えられているが、これらはミトコンドリア機能を維持するのに重要な役割を果たすと考えられる。したがって、カルシニューリンの活性化を抑制し、ミトコンドリア内膜透過性亢進を抑制する作用のあるシクロスポリンAが、インスリンとの共通ターゲットであるミトコンドリアの機能を維持することで、インスリンの保護作用を増強した可能性は十分考えられる。今回の研究より、遅発性脊髄運動神経細胞死の機序として、ミトコンドリア機能の低下が関与している可能性が示唆された。近年、虚血による神経細胞死にミトコンドリア機能不全が関与している可能性が注目されている。ミトコンドリアが機能不全になるとミトコンドリア内膜透過性亢進を生じ、膜電位低下によるATP産生の停止、apoptosis-inducing factor、チトクロームC、カルシウムイオンが細胞質に放出され、細胞傷害を生じると考えられている。本研究では、家兎一過性脊髄虚血後の遅発性運動神経障害にミトコンドリアの機能不全が関与しているか否かを検討することを目的とした。ミトコンドリア内膜透過性亢進を抑制するシクロスポリンAを用いて研究を行う予定であるが、シクロスポリンAは血液脳(脊髄)関門を通過しにくいので、平成15年度はシクロスポリンAの投与方法について検討した。【方法】研究1:全身麻酔下に家兎腰部脊髄くも膜下に薬物注入用のカテーテル(PE10)を留置した。2日間神経障害がないことを確認した後セボフルラン吸入下にくも膜下カテーテルよりシクロスポリンAを5mg/kg投与し、4日間、後肢運動機能(4:正常、3:跳躍はできる、2:正常に座れない、1:わずかに動く、0:完全麻痩)と痛覚機能(2:正常、1:痛覚低下、0:無痛領域がある)を評価した。研究2:全身麻酔下に第5腰椎レベルの脊髄に30Gの針で左右2カ所(深さ2mm)の微小損傷を与えた。その後、シクロスポリンA10mg/kgまたは20mg/kgを1日1回4日間静注し、家兎の神経学的所見を観察した。

【結果・考察】研究1ではシクロスポリンAのくも膜下投与は運動・痛覚機能の両方へ障害を与えることが判明した。研究2では運動・感覚機能に障害はなく、家兎の体重減少もみられなかった。微小損傷1日後に血液脊髄関門の破綻がエバンスブルーで確認された。血液脊髄関門の部分的破綻により、静注されたシクロスポリンAが脊髄に到達できると考えられた。平成16年度の研究では、脊髄微小損傷後シクロスポリンAを投与し、脊髄虚血に対するシクロスポリンAの効果とミトコンドリアの変化について検討を行う予定である。虚血による神経細胞死にミトコンドリアの機能不全が関与している可能性が注目されている。シクロスポリンA(CsA)はカルシニューリン抑制とミトコンドリア内膜透過性亢進抑制作用を有し、虚血時にミトコンドリア機能を保持する効果が期待されている。しかし、CsAには血液脳・脊髄関門の透過性が乏しいことと、高血糖を引き起こすなどの問題点がある。本研究では、脊髄微小損傷によりCsAの血液脳・脊髄関門の透過性促進を図り、高血糖に対してはインスリンを投与することで、一過性脊髄虚血に対するCsAの効果を検討した。【方法】30羽の家兎をA群(脊髄微小損傷の偽手術+溶媒)、B群(脊髄微小損傷+溶媒)、C群(脊髄微小損傷+CsA)、D群(脊髄微小損傷+溶媒+インスリン)、E群(脊髄微小損傷+CsA+インスリン)の5群に分けた(各n=6)。脊髄微小損傷群では虚血4日前に腰髄を後方より2椎間(L4-5、L5-6)露出し、外径0.35mmのsteel needleで深さ2mm、左右1ヶ所(計4ヶ所)穿刺した。この処置による運動障害は認められなかった。溶媒あるいはCsA(10mg/kg)は虚血前2日間(1日1回)と虚血時(計3回)に静脈内投与した。気管挿管・人工呼吸下(イソフルラン麻酔)に、経後腹膜的に左腎動脈直下の腹部大動脈を13分間遮断することで脊髄虚血を作成した。再灌流24、48、72、96時間後の後肢運動機能(4:正常、3:跳躍可能だが正常ではない、2:後肢はよく動くが跳躍不可、1:後肢がわずかに動く、0:後肢の完全麻痺)を評価し、96時間後の評価後に脊髄を灌流固定してHE染色を行い、腰部膨大部腹側の正常神経細胞数を計測した。【結果】虚血前血糖値(mean±SD)はA-E群で順に、163±19、179±37、237±71、120±21、115±15mg/dlであり、D群とE群がA-C群に比較して有意に血糖が低値であった。再灌流96時間後ではA-C群の全ての家兎が跳躍できなかったが、D群では4羽が正常、E群では全て正常であった。腰部脊髄腹側の正常神経細胞数はA-E群で順に、29±13、35±9、33±8、67±28、73±8であり、D群はA群に対し、E群はA群とB群に対し、有意に正常神経細胞が多かった。【考察】一過性脊髄虚血モデルでは脊髄微小損傷によるpreconditioning効果はなかった。微小損傷+CsAでは全く保護効果がなく、微小損傷+インスリンでは中等度の保護効果が認められた。一方、微小損傷+CsA+インスリンでは強い保護効果が認められた。このことは、CsAとインスリンに何らかの相乗作用がある可能性が考えられ、例えば、インスリンがCsAの脊髄への移行を促進する作用などの検討が必要と考えられる。
中深層性大型頭足類とマッコウクジラの共進化的行動生態に関する先駆的研究

中深層性大型イカ類に関しては、特殊水中ビデオカメラ・ライトを開発し深海の環境を乱すことなく、それらの行動生態を記録し生物量の推定を試みた。2011年には小笠原沖でNHKと共同して有人潜水艇から世界初となるダイオウイカの生態観察・撮影に成功した。一方マッコウクジラに関しては、加速度マルチロガーと超小型水中カメラロガーを直接取り付けることにより、潜水中の行動を3Dで捉えることに成功し、餌となる大型イカ類を追跡・捕獲する行動パターンを明らかにした。また、深海の腐肉食性ベントスの蝟集実験を行い、蝟集物質の科学的組成を解析するとともにベントス群集の時間的変遷を明らかにした。大型頭足類チーム:当初計画通り後藤アクアテックスと超小型深海HDカメラシステムと特殊LED超小型深海ライトの開発に着手し、10月初頭に2組のプロトタイプを完成させた。10月19日11月5日に小笠原父島に赴き、漁船(第八興勇丸)を傭船し新規開発のカメラシステム2台と既存のシステム3台を用いて、水深600mから900mの中深層でHDビデオ撮影を行った。延べ54時間のビデオ映像が撮影され、アカイカ、ヒロビレイカ、ツノザメ数種、深海エビ類などの動画が記録された。それらの行動生態など、現在解析中。マッコウクジラチーム:9月8日9月25日小笠原父島に赴き、漁船(新盛丸)を傭船し既存の静止画カメラロガー(カメラ・フラッシュ・加速度ロガー、VHS発信機内蔵)と行動記録ロガー(3D加速度計)を新たに開発したロング・ポール式取り付け装置を用いてマッコウクジラ頭部付近に取り付けることを試みた。3頭のマッコウクジラに静止画カメラロガー、1頭に行動記録ロガーの取り付けに成功し、約4000枚の静止画および3D加速度データを得ることができた。また、今までにほとんど記録のないアカボウクジラ1頭に行動記録ロガーを取り付けることができ、アカボウクジラの潜水行動に関する貴重なデータも得ることができた。静止画像・加速度データは、現在解析中。駿河湾底生スカベンジャー群集グループ:5月10月にかけて4回、駿河湾興津沖の水深800mの地点において深海HDカメラシステムを取り付けた櫓とその下に誘引物質となる様々な餌(サバ・サンマ・スルメイカ等)を並べ、海底に下し蝟集する動物の撮影を行った。ホラアナゴ、コンゴウアナゴ、ツノザメの仲間、オオグソクムシなどが出現し、季節的変遷とそれらの餌選択性、摂食行動など解析中。大型頭足類チーム:2台の超小型深海HDカメラ、および2台の小型深海HDカメラを使って、6月に知床半島羅臼沖で漁船を4日間傭船し、水深600800mの中深層で調査を行った。また、10月25日11月6日に小笠原父島に赴き、漁船を傭船し新規開発のカメラシステム2台と既存のシステム4台を用いて、水深600mから900mの中深層で調査を行った。延べ50時間のビデオ映像が撮影され、羅臼沖ではカタドスイカやタコイカと査定されるイカ類の遊泳行動が初めて撮影され、小笠原海域ではアカイカ、トビイカ、ヒロビレイカ、端脚類など動物プランクトンが撮影された。マッコウクジラチーム:潜水行動調査を6月と9・10月に小笠原諸島父島周辺海域で実施した。漁船を傭船し既存の静止画カメラロガーと行動記録ロガー(3D加速度計)を、新たに開発したロング・ポール式取り付け装置を用いて、マッコウクジラの頭部付近に取り付けることを試みた。3頭に静止画カメラロガー、4頭に行動記録ロガーの取り付けに成功し、計4700枚の静止画および計31.6時間の3D加速度データが得られた。マッコウクジラが他個体と近接して潜降する行動が撮影された。また、今まで記録の得られていない若いマッコウクジラから3D加速度データを得ることができた。駿河湾スカベンジャーチーム:深海カメラシステムを取り付けた櫓に誘引物質となる餌(サンマ・スルメイカ等)を付けて海底に下し、蝟集する動物の撮影を計8日間で14回行った。また、サンマ抽出物を添加したゼラチンを用いて蝟集試験を行った結果、生餌を用いた場合とほぼ同様の蝟集効果があった。誘引物質と蝟集される生物の関係の特定を行う実験的基礎が築かれた。本年度は研究期間の最終年度にあたり、平成23年度から調査海域に選定した知床半島羅臼沖において、深海カメラシステムによる中深層性イカ類調査およびマッコウクジラにマルチロガーを付けマッコウクジラの摂餌行動生態をより正確に把握するための強化調査を行った。

駿河湾においては、深海底における腐肉食性動物の蝟集のメカニズムを探るため,人工誘引物質を用いた比較実験調査を行なった。深海カメラチーム:7月に羅臼船籍の漁船「第38翼丸」を傭船して調査を行い、延べ約12時間の映像が撮影され、1000回を超すカタドスイカやタコイカ類の出現が確認された。今までに集積された映像資料、水深データなどを基に、中深層性大型イカ類の生物量、行動生態など解析を進めている。マッコウクジラチーム:知床半島羅臼沖にて静止画、音響、加速度、GPSなどを含むマルチロガーによるマッコウクジラの潜水行動調査を行い、6頭にロガーを装着して、計約53時間の潜水行動のデータを得た。この海域のマッコウクジラは、昼夜で異なる餌探査行動を行っていることが示唆され、深海カメラシステムによる頭足類の分布、行動解析の結果とあわせ、マッコウクジラの採餌戦略が明らかになることが期待される。駿河湾スカベンジャーチーム:深海の腐肉食性ベントスの蝟集実験では、餌として用いたサンマとスルメイカの1時間当たり消費速度の測定を行った。その結果、駿河湾の水深300mでは総消費量は約800gであったのに対し800mでは1.6kgから2.5kgであり、消費速度に約2から3倍の差があった。死骸の消費は陸棚斜面の浅所よりもむしろ深所が中心となっている可能性が示唆された。本研究は,小型・軽量の水中撮影システムおよびLED照明機器を用い,深海環境への撹乱を最小限度に止めることにより,中深層性大型頭足類の自然状態における行動生態を撮影・記録し,さらにマッコウクジラに超小型水中カメラおよびバイオロガーを装着し,その餌となる大型頭足類との共進化的行動生態に関する研究を世界に先駆けて推進することを目的としている。本年度の調査内容として,昨年度から始めた知床半島羅臼沖の深海カメラシステムによる中深層性イカ類調査および小笠原父島近海でマッコウクジラに静止画ロガーや加速度ロガー等,マルチロガー付けマッコウクジラの摂餌行動生態を把握する調査を行った。深海カメラシステムでは、延べ24時間のビデオ映像が撮影され,カタドスイカやタコイカと査定される中層性イカ類の遊泳行動が多数回観察された。昨年度の映像資料とあわせ、それらの行動生態,生物量など現在解析を進めている。マッコウクジラの超小型水中カメラでは、今までの合計で18個体から17543枚の静止画像を含む42.6時間のデータが得られた。46回の400 m以深の潜水データが得られ、最大潜水時間は57分で最大潜水深度は1354 mであった。人工誘引物質の実験では、ゼラチン固化匂い溶液を提示することにより各魚種の特異的誘引物質を検索することができることが示された。今後はこの方法を深海域での実験・観察に適用し、水温・流向・流速等の記録を同時に行うことにより観察条件および生息環境を把握して、種々の深海魚種特異的誘引物質を検索する予定である。昨年度開発した超小型深海HDカメラと赤・白LEDライトを野外で運用した結果、既存のHDカメラとほぼ同じ性能が認められた。この超小型カメラにより、深海環境を大きく乱すことなく、さらに自然な行動生態が記録されることが期待される。また、本年度前半にはマッコウクジラ頭部装着型超小型カメラが完成し、昨年度に用いたロング・ポール式取り付け装置を用いて、本年度は実際にマッコウクジラの頭部に動画カメラを取り付けることを試みる。マッコウクジラが潜水中に遭遇し、追尾する大型イカ類との捕食・被食行動の動画がえられるものと期待される。
官能基選択的求核剤の開発と利用

アルデヒド共存下に1,1-ジヨードアルカンに二ヨウ化サマリウムを作用させると、有機ハロゲン化合物が還元されて生成するα-ヨードアルキル求核剤がアルデヒドと反応してヨードヒドリンを高立体選択的に与える。この反応の特徴は、アルデヒドがα位に立体中心を持つ光学活性化合物の場合に、アキラルな1,1-ジヨードアルカンから生成する求核剤はキラルな反応剤として作用する。このようにして、3連続炭素原子の立体構造を95%以上の選択性で制御した生成物が得られる。基質として用いた光学活性アルデヒドの立体中心のみがこの反応系に存在しているにもかかわらず、炭素鎖形成に関与する二つの炭素原子の立体構造を制御する新しい形の不斉合成反応が開拓されたことになる。これとは別に、αブロモ酢酸エステルに二ヨウ化サマリウムを作用させると、δ-ジヨードサマリオーβ-オキソブタン酸エステルが位置選択的に生成することを見出しており、この中間体を利用したジケトエステル、ヒドロキシケトエステルなどの合成法を開拓した。一方、現在投稿準備中の研究では、カルボニル基選択的オレフィン化法を開拓している。この反応は、gem-ジメタル剤の開発に基づくものである。まず、ジヨードメタンに触媒量の鉛を含む亜鉛を作用させてBis(iodozincio)methaneを効率よく合成できることを明らかにした。ついで、カルボニル化合物に作用させて、カルボニル基のメチレン化を行わせることを研究し、アルデヒドとは高収率で反応するがケトンには殆ど反応しないこと、この二金属活性種に二塩化チタンを作用させて得られる反応剤はケトンと反応して高収率でメチレン化体を与えることを明らかにし、新規官能基選択的反応オレフィン化として継続して研究を進める計画である。
脂肪細胞由来因子レプチンのエネルギー代謝調節作用における分子メカニズムの解明

レプチン補充療法により脂肪萎縮症で認められる糖脂質代謝が著明に改善することを明らかにしてきたが、そのメカニズムは不明な点が多い。一方、AMPKは糖脂質代謝制御における重要な鍵分子であり、近年、レプチンが骨格筋でAMPK活性化作用を示すことが報告されている。本研究では、脂肪萎縮性糖尿病におけるAMPKの意義を明らかにするとともに、今回確認されたレプチンによる肝AMPK活性化メカニズムを検討した。A-ZIPマウスの肝臓および骨格筋のα1, α2アイソフォーム特異的AMPK活性の検討では、骨格筋では差が認められない一方で、肝臓ではα1, α2いずれもの活性も野生型の約半分に低下していた。A-ZIPマウスに対しレプチンを浸透圧ポンプにて持続皮下投与したところ、骨格筋だけではなく、肝臓においてもAMPK活性の亢進が認められた。C57BL/6マウスにおいて迷走神経肝臓枝切断手術はレプチンによる肝AMPK活性化作用に影響を及ぼさなかったが、交感神経化学的除神経を行うとその作用は完全に抑制された。さらに、レプチンによる肝AMPK活性化作用はα1ブロッカーの共投与により完全に抑制された。βブロッカーの共投与による抑制は認められなかった。よって、レプチンは交感神経系α作用を介して肝AMPK活性化作用を示すことが明らかとなった。また初代培養ラット肝細胞に対するレプチン投与ではAMPK活性の上昇は認められなかった。レプチンは骨格筋AMPK活性化作用以外にも、肝AMPK活性化作用を有することが明らかになった。またレプチンは、肝臓に直接作用するのではなく、中枢神経およびα交感神経系を介して肝AMPKを活性化するものと考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、脂肪萎縮性糖尿病におけるAMPKの意義を明らかにするとともに、今回確認されたレプチンによる肝AMPK活性化作用のメカニズムを検討した。C57BL/6マウスにおいて迷走神経肝臓枝切断手術はレプチンによる肝AMPK活性化作用に影響を及ぼさなかったが、guanethidine持続投与による交感神経化学的除神経を行うとその作用は完全に抑制された。さらに、レプチンによる肝AMPK活性化作用はα1プロッカーの共投与により完全に抑制された。βプロッカーの共投与による抑制は認められなかった。また、α1アゴニスト投与時にも肝AMPK活性化は認められた。以上より、レプチンは肝臓に直接作用するのではなく、中枢神経およびα交感神経系を介して肝AMPKを活性化するものと考えられた。また、脂肪萎縮性糖尿病では肝AMPK活性が低下しており、それが糖脂質代謝異常に関与していると考えられた。本研究により、脂肪萎縮性糖尿病の病態の成因およびレプチンの糖脂質代謝亢進作用における肝AMPK情報伝達系の意義が初めて示され、その治療標的としての可能性が明らかになった。

研究計画調書に記載の平成23年度予定の研究内容と平成24年度予定の研究内容が一部前後したところもあったが、目標をほぼ達成することができた。当該研究内容はすでに論文にまとめ現在投稿中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。糖脂質代謝の制御機構には種差があることが知られており、本研究の完遂にはマウスモデルだけでなくラットモデルも必要となるが、平成23年度までにレプチン欠損ラットであるLepmkyoラットや脂肪萎縮症モデルラットであるセイピンKOラットの準備は完了し、すでに解析を開始している。
膜タンパク質Na⌒,K⌒-ATPaseの機能と共役したサブユニット構造の変化

1.可溶化【Na^+】,【K^+】-ATPaseの酵素活性を、高性能ゲルクロマトグラフィー・カラムの中で発現させる条件が、以下のように決まった。2.上記のクロマトグラフィーで溶出した蛋白質成分の分子量を低角レーザー光散乱法で測定した。その結果、分子量は最大値214,000から,蛋白質量の減少に応じて、小さくなった。34.2μg以下の蛋白質量では、αβ-プロトマーに相当した分子量(160,000±3,000)で一定であった。以上の結果より、ATPase活性を発現できる最小構造単位は、【(αβ)_2】-ダイプロトマーではなく、αβ-プロトマーであると結論した。3.強心ステロイド(ウアバイン)処理でturnoverを完全に阻害された可溶化ATPaseの分子量も、上と同じ蛋白質量範囲で、280,000から192,000へ連続的に変化した。この結果から、ATPの加水分解反応と2プロトマー【→!←】ダイプロトマーの構造的相互変換が直接共役していないことが明らかになった。
src相同領域2を有する蛋白質チロシンホスファターゼ1の増殖信号伝達機構での役割

蛋白質チロシンホスファターゼ(PTPase)1は、2ケのsrc相同領域2(SH2)と1ケの触媒ドメインを有する。SH2はsrcファミリー等の信号伝達蛋白質に見られる、リン酸化チロシン残基結合部位である。従ってPTPase1は蝕媒ドメインとSH2との2種のリン酸化チロシン残基認識部位を有する独特なPTPaseである。インビトロでリン酸化したバンド3、微小管結合蛋白質2、チコブリンに対する脱リン酸特異性をPTPase1を含む4種のPTPaseの間で比べた所、PTPase1はチコブリンをバンド3よりも1.5倍速く脱リン酸するのに対し、他の3種のPTPaseは全て逆にバンド3をチュブリンを3-10倍速く脱リン酸した。PTPase1の基質の認識にそのSH2が寄与している可能性が強い。バンド3へのPTPase1の結合性を調べた所、予想に反して、PTPase1は非リン酸化型、リン酸化型のどちらのバンド3にも結合した。非リン酸化型では、PTPase1はバンド3のプロテアーゼ抵抗性部分に結合したが、リン酸化型の場合は、バンド3のプロテアーゼ感受性部分にPTPase1は結合した。従ってバンド3の2つの部分へのPTPase1の結合性はバンド3のチロシン残基リン酸化により調節される事になる。これは既知のSH2含有蛋白質の中で記載のない蛋白質間相互作用とその調節である。PTPase1が肝細胞で作ちする蛋白質を探る目的で、まず2種の細胞質型蛋白質チロシンキナーゼに対するPTPase1の脱リン酸活性を調べたが、その活性は非常に低かった。今後、受容体型蛋白質チロシンキナーゼ、その他の、インビボ或いはインビトロ、チロシン残基リン酸化蛋白質に対するPTPase1の脱リン酸特異性、結合特異性を調べる必要がある。
微粉体誘電体による気体(SF_6、空気)の絶縁耐力上昇機構に関する研究

本研究では、粒径の異なる4種類のSiO_2ファインパウダ(12μm、36μm50μm、150μm)ならびに異なる材質のパウダとしてSi_3N_4ファインパウダを空気中に浮遊させ、絶縁破壊電圧の測定を行いその諸特性について検訂した。また実験の際、質量の大きいパウダはファンによる浮遊が困難のため、電極間にパウダを散布する装置を作成し、2つの装置を用いて測定を行なった。結果を以下に示す。(1) 12μmパウダを使用し、ファンを作動させた状態の交流絶縁破壊において、電極間にパウダのブリッジが形成されなくても絶縁破壊電圧は上昇した。この時、両電極に付着したパウダが電極間に流れこむのがみられ、これが絶縁破壊電圧の上昇に寄与しているものと思われる。36μmパウダで同様の実験を行なったが、12μmパウダで確認されたほどの大きな絶縁破壊電圧の上昇はみられていない。(2)散布装置を用いた4種類の粒径の異なるSiO_2パウダに対する測定では、どの粒径のパウダも絶縁破壊電圧の大きな上昇は見られなかったが、粒径の大きいパウダと、小さいパウダではわずかであるが差があると思われる。また、同じ粒径でありながらファンによる結果(12μm、36μm)と差があるのは、電極付近にあるパウダの量の違いが影響しているものと考えられる。(3) Si_3N_4パウダによる絶縁破壊実験ではパウダが重いため浮遊している量が少なく、絶縁破壊電圧の上昇はあまり見られない。散布の装置に替えて同様に測定を行なっても大きな上昇はみられていない。(4)直流での測定において、パウダが陽極側に多量に付着しており、パウダ自身は負に帯電しているものと考えられる。結果を以下に示す。
ＩＣＴを活用した自己調整学習実践の為の理科教授スキームの開発

研究期間を通して,以下の2つの視点から研究を進めた。1.ICT(情報通信技術)を導入した理科授業の理論的枠組の有効性2.子どもの認知的変容から見たICT機器の利活用の効果1の視点について。構成主義的な理科授業の理論的裏付けを持つ,理科教授スキームを援用した「ICTを利活用した自己調整学習実践の為の理科教授スキーム」の作成と授業実践への適用可能性,有効性について小学校,中学校,高等学校の授業実践を通して検証することができた。2の視点について,小学校,中学校,高等学校の授業実践をプロトコル分析,授業実施から1年後に行ったパフォーマンステスト等を通して検証することができた。ICTを利活用した理科授業の論理的枠組みや認知的側面におけるICT利活用の効果を示すために,以下の二つの視点から研究をすすめた。1.構成主義的な理科授業の論理的枠組みである理科教授スキームを用いた理科の授業構想と実践及び分析。2.授業実践の成果を広く発表し,様々な視点から理科教授スキームを精緻化する。平成25年度の研究実績について,これらの視点からまとめる。1の概要は次の通りである。検証授業は以下のように行った。小学校2件,中学校2件,高等学校2件である。検証授業はビデオによる記録,プロトコル作成を経て順次分析している。2の概要は次の通りである。事例を通して理科教授スキームを援用した理科授業におけるICTの効果的利活用について考察した。その結果,理科教授スキームが,ICT機器を利活用した授業構想の視点,小学校理科の授業を分析する視点となり得ることを確認した。更に1つの事例を通して理科の教授スキームにおける「方略実行結果のモニタリング」場面での子どもが示す考え,特に比喩的表現の果たす役割について考察した。子どもは,彼らが保持する考えや科学的な概念と実験により得られた情報を,モデル等に現れる比喩的表現を用いて結合することは可能であった。しかし,モデルに自信を持つための学習活動,合意形成のあり方,即ちICT機器の利活用を含めた授業構成について改善の余地があった。以上,2つの事例について雑誌論文としてまとめられた。また,学会発表においては本件と関連した9本の発表を行い,研究の経過発表と研究発展のための意見を頂いた。また,本研究において開発したシステム(理科室内のLANの整備,観察・実験の結果の整理と考察への支援ツール)を使用した理科授業が「全国学力・学習状況調査の結果を踏まえた理科の観察・実験に関する指導事例集(中学校)」において紹介された。ICT(情報通信技術)を導入した理科授業の理論的枠組みや認知的側面におけるICT利活用の効果を示すために,次の三つの視点から研究を進めた。1.先行研究,先行実践の分析2.分析の視点の明晰化と理科の教授スキームの作成3.理科教授スキームをもとにした授業実践実践平成24年度の研究実績について,これらの視点からまとめる。本研究の基本的な視座である構成主義的な理科授業における子どもの学習実態を明らかにするために,文献及び授業実践の分析を行った。特にICTを活用した構成主義的な理科授業について,国立附属中学校において先行実施されていた授業に関わる諸データ(授業ビデオ,ワークシート,PCを使って作成した動画,アンケートなど)をデータベース化した。その後,授業データは複数の研究者がそれぞれ異なる視点から分析した。先行研究および1の分析を通して,ICTを利活用した理科授業の理論的枠組みである「ICTを活用した自己調整学習実践の為の教授スキーム」における理科の教授ストラティジー(教師)・自己調整学習の過程(子ども)・ICTの機能(教具)の位置づけを明らかにした。3の概要は次の通りである。2における教授スキームは,理科授業を構想する際の土台である。同時に,実施された理科授業の分析の視点となった。また,教授スキームをより実践的なものにするために,これらの結果は教授スキームへフィードバックされ,修正が加えられた。これらの視点で進められた研究の成果は,雑誌論文等にまとめられた。また,学会発表を通して,本研究に対する意見等を広く聞くことができた。更に神中理川崎地区研究大会においてはタブレット端末を使った授業を公開した。これを通して公立中学校の理科教師から多くの意見を得ることができた。また,教師向けICT活用セミナー等でも取り上げられた。平成26年度は,研究のまとめの年度である。よって,ICTを利活用した理科授業の理論的枠組みである「ICTを活用した自己調整学習実践のための理科教授スキーム」の有効性を示し,教育関係者に知らせる為に以下の二つの視点から活動した。1.理科教授スキームを使った授業の構想と実践によって,実践事例を増やし,得られた成果をもとに理科教授スキームを更に精緻化していく研究活動。2.授業実践の成果を普及させていくために,学会や研究会等で発表する活動。

本年度の研究実績について,これらの視点からまとめる。1の概要は以下の通りである。授業構想と実践,分析を行ったのは小学校,中学校,高等学校である。小学校の事例では,授業の状況をプロトコル分析を行った結果,ICT機器を利用した教師の教授活動に呼応して,子どもの認知的な変容が見られた。このことから,教師の教授ストラティジーが有効に機能していることが示された。また,中学校の実践事例においては,授業実施から1年経過した子どもの状況について追跡調査を行った。その結果,ICT機器を利活用して行った授業を受けた子どもとそうで無い子どもの間に理解の程度について差が見られた。高等学校の実践では,子どもの学習状況の分析から問題点を抽出し,それを克服する授業の構想を教授スキームをベースにデザインして実践した。子どもの学習状況から授業の有効性が示された。2の概要は以下の通りである。研究成果をまとめ,更に広めるための活動を行った。具体的には,7つの雑誌論文(うち査読誌1)としてまとめた。また,8つの学会発表を通して研究成果の広報とそれに対する意見をいただいた。更に,ICT利活用に関する研修会講師や講演(高等学校2件)への対応,研究協力者が所属する自治体等の研究会,研修会などを通しての成果の発表を行った。理科教育学平成25年度に予定されていた研究の内容は,1.平成24年度実施授業の分析,2.理科の教授スキームの検証・修正・精緻化,3.検証授業,4.研究成果発表,である。1は,小学校の事例を通して雑誌論文としてまとめられた。2は平成25年度実施の小学校における授業分析を通して雑誌論文としてまとめられた。3は中学校,高等学校において実施され,現在,内容について精査している。更にノートパソコンを理科実験において情報の共有に使用する事例を計画しているが,実施校のコンピュータ配備状況の変化等の問題があり,機器の購入と授業の実施がやや遅れている。4は雑誌論文,学会発表として随時発表してきた。平成24年度に予定されていた研究の内容は,1.先行実践の分析2.分析の視点の明晰化と理科教授スキーム(案)の作成,3.理科教授スキーム(案)をもとにした授業実践,4.研究成果の発表,である。1は,雑誌論文等としてまとめることができた。2研究分担者,研究協力者による研究協議の中で今後のたたき台となる「理科教授スキーム(案)」が作成された。3は,小学校,中学校における授業実践,研究協議が行われた。高等学校においては指導案の検討までがなされた。4日本理科教育学会全国大会,日本理科教育学会関東支部大会,神中理川崎地区研究大会において成果の一部を発表した。以上のことから研究はおおむね順調に進展していると判断している。今後の研究の推進方策について,以下のように予定している。1.研究の補足の為の検証授業を行う。
モバイルＡＲアニメーションに基づくストーリーテリングシステムとその実践的評価

本研究の技術的な部分では,ストーリ中のキャラクタ表現のためのモーション取得が重要となる。そこで、モーションの各フレームを整数値を要素とする特徴ベクトルで表現することにより,Dyanamic Time Warpingの計算を高速化し検索時間を短縮する手法を提案した.フレームにおける人型スケルトンの姿勢を表す特徴ベクトルに対して主成分分析を行い,各主成分の次元に対応する要素を2ビット量子化する.従来のDTWよりも30倍以上高速であり,既存手法とほぼ同程度の正解率と検索時間を示すことを確認した.提案システムを小学校でのストーリテリング実験の評価手法ならびに計画を進めた.平成25年度はシステム構築を中心に研究を進めた。特にストーリテリングにおいて登場人物(キャラクタ)の振る舞いをコンピュータアニメーションで表現するための手法について検討した。具体的は、モバイルタブレットコンピュータでの指ジェスチャによる直感的な操作インタフェース、大規模なモーションデータベースとユーザ入力モーションとの近似マッチングによるモーション生成を実装した。評価実験により、コンピュータアニメーション生成の支援に関して一定レベルの効果を確認できた。さらに、プリミティブとなるアニメーションを融合することで複雑な動きを簡単な操作で実現するための方法についても検討した。特に、各アニメーションを記述する特徴素の検討とその抽出手法、特徴素を用いた複数アニメーションの連結について考察し、実装した(なお、本研究の成果は国際会議でのbest paper awardを受賞した)。システム構築は現在進行中であるが、それに先立って評価実験に向けた検討も進めてきた。具体的には、教育実践を行う小学校の教員との実験実施に向けた準備、システム利用を含む授業カリキュラムの設計について議論を重ねた。平成26年度は以下の課題を中心に研究を進めた。(a)直感的なコンピュータアニメーション生成手法:コンピュータアニメーションの生成に当たり、ユーザが直接スケルトンキャラクタを操作する方法を既に提案した。一方、複数の部位の時系列での3次元的な操作を行うタスクはユーザにとって負荷が高い。そこで、既存のモーションを再利用することで所望のコンピュータアニメーションを作成するモーションリターゲッティング(motion retargeting)の手法を採用する。モーションリターゲッティングにおいては、高次元時系列データを高速かつ正確に検索するための特徴量表現と検索手法が必要である。申請者らは、(1)モーションの各フレームについてキャラクタ部位間の各距離を主成分分析により次元圧縮する、(2)ベクトル表現された各フレームの要素をビット値離散化により簡略に表現する(3)整数値として与えられる任意のフレーム間の類似度行列を生成する、(4)Dynamic Time Warping (DTW)によりフレーム間のマッチングを高速に行い、類似モーションを取得する、という方法を提案した。次元数、ビット長等のパラメータチューニングを実験的に行った結果、従来手法よりも高速でかつ検索効率の低下を抑えられることを確認した。本研究の成果を国内学会で発表するとともに、国際学会への投稿を準備中である。(b)実験実施要領とカリキュラム設計:評価実験実施のための準備を進めている。実施場所の組織の制約を踏まえつつ、関係者と検討を行った。(c)要素技術統合によるシステム構築:3次元形状取得、モバイルプロジェクション、等の要素技術を統合することによる拡張現実環境でのモバイルストリーテリングシステムの開発を進めた。本研究の目的は,モバイルARアニメーション機能を持つストーリングテリングシステムの構築とその評価であった.これまでの科研費研究では,モバイルAR環境でのストーリテリングシステム(基盤研究B,萌芽研究など)を構築している.技術的な課題の中心は,コンピュータアニメーションであった.ストーリ中のキャラクタアニメーションの表現の際,既存のモーションからの類似検索手法が用いられるが,高次元データの検索となり計算量が膨大となる.モバイル環境での実装に当たっては,計算量を軽減しつつ高い正解率を維持する必要がある.昨年度開発したモーション取得手法はDyanamic Time Warpingの計算を高速化し検索時間を短縮できること(従来のDTWよりも30倍以上高速),かつk-d treeを用いる既存手法とほぼ同程度の正解率と検索時間を示すことを確認できた.提案手法を実装したストーリテリングシステムを用いた小学校での評価実験に当たり、具体的な計画について調査を進めた.その結果,より高いモビリティと利用のしやすさが求められること等が明らかになった.これらの点は,以降の研究において解決すべき課題となる.本研究の技術的な部分では,ストーリ中のキャラクタ表現のためのモーション取得が重要となる。そこで、モーションの各フレームを整数値を要素とする特徴ベクトルで表現することにより,Dyanamic Time Warpingの計算を高速化し検索時間を短縮する手法を提案した.フレームにおける人型スケルトンの姿勢を表す特徴ベクトルに対して主成分分析を行い,各主成分の次元に対応する要素を2ビット量子化する.従来のDTWよりも30倍以上高速であり,既存手法とほぼ同程度の正解率と検索時間を示すことを確認した.提案システムを小学校でのストーリテリング実験の評価手法ならびに計画を進めた.評価実験の調整に時間がかかっているが、システム構築を通しての成果は出ており、おおむね順調に進展していると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。情報工学ストーリテリングシステムを学習の現場で実践する際の制約解消を試みるが、最終年度での実施が難しい場合は、以下の方策を検討する。(1)学校現場以外での実験による評価:博物館や大学でのオープンキャンパス、学会でのデモ等でシステムを稼動させ、来訪者による利用を通して評価する。(2)要素技術の新規性と学習支援システム設計ガイドライン:本申請は、システムそのものの技術的な新規性があると考えており、その性能評価を通して成果とすることも検討する。

また、それを踏まえた上で、提案システムを学習の現場で利用するための設計ガイドラインの提案も可能である。研究を進めるに当たり、現時点では大きな障害はないと考えている。ただ、実践校として想定していた小学校での事情により、評価実験実施計画を具体化するに至っていない。他校での実践も不可能ではないが、現時点ではスケジュール上の時間的余裕があるので、当初予定通りの場所での実践を計画している。27年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度分の研究費は昨年度中に全て執行済みであるが、会計システムには現時点では計上されていないため、次年度使用額が発生している。本研究は海外(タイ)の研究者にも協力をお願いしている。システム開発等では、より密なコラボレーションが必要となることも考えられる。また評価実験での協力(タイの小学校)も十分に可能である。どのような進め方(メールや遠隔会議、さらには物理的な往来)が最も効率よく研究を進められるかについてさらに検討したい。上記の理由により、使用計画はない。システム構築に当たり、当初は備品の新規購入を予定していたが、現有備品を活用し評価実験時にリプレイする方がより高性能の機材を使用でき、かつ当該年度におけるシステム開発上の支障もないと考えた。よって、物品購入費用が予想よりも少額に抑えることができた。今年度は、システム開発を積極的に進め実用に耐えうるレベルにする必要があるため、既存備品よりも高信頼性、高性能へとリプレイする予定である。よって次年度使用額を備品費に振り分けるとともに成果発表費用(旅費、その他)等にも使用する計画である。