hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイヤモンドアンビルセルを用いた超高圧下遠赤外ESRによる固体酸素の研究

これまでの分光測定からは、明らかでなかった固体酸素a相の磁気励起モードの磁場依存性を強磁場遠赤外ESR測定によって明らかにした。観測されたESRモードは、典型的な容易面型の二副格子反強磁性体のものであることがわかった。またこれまでのX-band ESR測定では大きな0磁場ギャップのため一部しか観測できていなかった酸素気相のESRスペクトルの全体を高周波強磁場ESR測定によって明らかにし、その結果がTinkhamとStrandbergが提出した酸素分子回転運動をとりいれた理論によってほぼ説明できることを示した。しかし気相で見積もられた磁気異方性の大きさが固体酸素α相でのそれと2倍程度異なっていることが問題として残った。さらに理研播磨研究所量子材料研グループが中心となってSPring8で行われた放射光を用いた固体酸素の強磁湯中でのX線回折実験に参加した。阪大旧天谷グループからダイヤモンドアンビルセルの提供を受け高圧下ESR測定を試みたが、ダイヤモンドアンビルセルの開口部が狭いことやダイヤモンドによって遠赤外光が屈折され光路が曲げられてしまうため、セルを透過する際に遠赤外光が大きく減衰してしまいこれを実現するのは非常に困難であった。レンズや電磁波を集光するためのホーンをセル直前におくなど工夫してこれを解決することを試みたが、残念ながらパルスマグネットと組み合わせた高圧下強磁場ESR測定を可能とするにはいたらなかった。これまでのX-band ESR装置では大きな0磁場ギャップのため一部しか観測できていなかった酸素気相のESRスペクトルの全体を高周波強磁場ESR測定によって明らかにした。過去のX-band ESR測定の結果を説明するためTinkhamとStrandbergが提出した酸素分子回転運動をとりいれた理論によって我々の測定結果はほぼ説明できた。理論とのいくらかの食い違いは、Zeemanエネルギーが分子回転運動の摂動として取り扱われている点が、我々の測定した強磁場領域で破綻しているためであると考えられる。この結果を低温に関する国際会議LT23及び日本物理学会春の年会で発表した。さらに吸収線幅がブロードなためこれまで観測されていなかった液相での酸素のESR信号を初めて観測した。100GHz付近で1本だった吸収線が高周波に向かうに従い複数の構造にスプリットしていく興味深い振る舞いが観測された。液相での分子運動を反映した振る舞いではないかと考えており今後さらに測定を進める予定である。阪大旧天谷グループからダイヤモンドアンビルセルの提供を受け高圧下ESR測定の予備実験を行った。ダイヤモンドアンビルセルの開口部が狭いためこれを透過する際に電磁波が減衰する点が問題であるが、レンズや電磁波を集光するためのホーンをセル直前におくなどしてこれを解決することを試みた。これらをパルスマグネットと組み合わせて、今後、高圧下ESR測定を可能としていく予定である。
患者試料中のポリアミンの動態酵素反応と化学発光反応を応用した高速液体クロマトグラフィーによる測定法とその応用

臨床化学領域における癌の診療指標として尿中総ポリアミンが用いられつつある.ポリアミンによる詳細な病態解析を行うために,高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用した分画測定が行われている. HPLCの検出法としては現在は専らオルトフタルアルデヒド(OPA)のポストラベルによる蛍光検出が行われている.しかしOPAはポリアミンに特異的でなく多くの化合物と反応するため,生体試料のように複雑な成分の中に少量含まれるポリアミンを正確に検出することは困難である.われわれは,ポリアミンを特異的に酸化する酵素と,高感度な化学発光反応を組合わせた,新しいポリアミン検出系を考案して臨床応用をはかろうとした.1)酵素の固定化ポリアミンオキシダーゼ,プトレシンオキシダーゼをガラスビーズに固定化し,ミニカラネに充填して流路に組込んだ.(グルタルアルデヒド法)2)化学発光反応の至適条件の設定検出のタイミング,試薬濃度, PHほかの基礎的検討をフローインジェクションシステムにて行い,条件を設定した.3)HPLCによるポリアミン分画条件の設定オクタデシルシラン系のカラムを使用したイオンペアクロマトグラフィーで,アイソクラティックな分離条件を得た.4)全システムを使用したポリアミン4分画の分析結果今回開発した検出系を用いた分析は,検出限界,分析の精密度,検量範囲などについては従来よりのOPA法とほぼ同等であった.特異性については予期した通り各段に良好で,従来法では分析不能であった尿試料も,本法では十分に測定することができた.臨床化学領域における癌の診療指標として尿中総ポリアミンが用いられつつある.ポリアミンによる詳細な病態解析を行うために,高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用した分画測定が行われている. HPLCの検出法としては現在は専らオルトフタルアルデヒド(OPA)のポストラベルによる蛍光検出が行われている.しかしOPAはポリアミンに特異的でなく多くの化合物と反応するため,生体試料のように複雑な成分の中に少量含まれるポリアミンを正確に検出することは困難である.われわれは,ポリアミンを特異的に酸化する酵素と,高感度な化学発光反応を組合わせた,新しいポリアミン検出系を考案して臨床応用をはかろうとした.1)酵素の固定化ポリアミンオキシダーゼ,プトレシンオキシダーゼをガラスビーズに固定化し,ミニカラネに充填して流路に組込んだ.(グルタルアルデヒド法)2)化学発光反応の至適条件の設定検出のタイミング,試薬濃度, PHほかの基礎的検討をフローインジェクションシステムにて行い,条件を設定した.3)HPLCによるポリアミン分画条件の設定オクタデシルシラン系のカラムを使用したイオンペアクロマトグラフィーで,アイソクラティックな分離条件を得た.4)全システムを使用したポリアミン4分画の分析結果今回開発した検出系を用いた分析は,検出限界,分析の精密度,検量範囲などについては従来よりのOPA法とほぼ同等であった.特異性については予期した通り各段に良好で,従来法では分析不能であった尿試料も,本法では十分に測定することができた.
プリオン病におけるプリオン蛋白変換の分子機構解明と脳組織内変換の場の特定

プリオン病病態の本体はPrP^C→PrP^<Sc>変換であり、この変換の分子機構が解明されその制御が可能となればプリオン病の予防・治療に展望を開くことになる。本研究においては先ず、独自に樹立したプリオン蛋白(PrP)欠損マウス(Ngsk Pmp^<0/0>)の脳組織で異所性に発現するPrP類似蛋白(PrPLP)をコードする新規遺伝子を発見した。大腸菌でリコンビナントPrPLPを発現させ、それを家兎に免疫することにより特異抗体を得た。この抗体を用いた免疫沈降法により発現ベクターをトランスフェクトしたA293T細胞中に分子量約18kilodaltonのPrPLPを検出した。次に、PrPLPがPrPと高い類似性を示すことより、両者の相互作用について、免疫共沈法と光学バイオセンサー(IAsys)を用いて検討した結果、PrPLPとPrPとの物理的会合を証明することが出来た。PrPLPはPrPの生理的制御分子である可能性が考えられる。さらに、ランダムペプチド・ファージライブラリ(12mer)より得たリコンビナントPrP(121-231)への結合活性を有するファージの塩基配列に基づいて合成したペプチド(12P1)が、PrPへの高親和性結合能を有するとともに、試験管内で用量依存性にプロテネースK抵抗性PrP^<Sc>量を減少させることが判明した。このことはペプチドの結合によりPrP^<Sc>の立体構造変化が惹起されプロテネースK抵抗性が変容したものと考えられる。12P1がPrP^<Sc>蓄積の抑制を介してプリオン病の発症を遅延させうる可能性も考えられる。以上の成果はPrP^C→PrP^<Sc>変換の分子機構の解明あるいはその制御法の開発へ展望を拓くものといえる。(1)PCR法により増幅したマウスプリオン蛋白(PrP)遺伝子(コドン23231)が組み込まれたpET11aベクターを大腸菌(BL21)に導入した。IPTG処理により大腸菌は29-30kDのマウス、PrP(non-glycosylated)を発現した。現在、このリコンビナントPrPを用いた試験管内PrPC→PrPsc変換実験系の樹立を試みている。(2)我々は以前、独自に樹立したプリオン蛋白(PrP)欠損マウスに加齢に伴い神経細胞(プルキンエ細胞)の脱落が惹起されることを見い出した。今回、自己プロモーターに支配された正常マウスPrP遺伝子を再導入したPrP欠損マウス(50週齢)の協調運動能をロータロッド試験により評価し、その後脳組織を摘出し組織学的検索をおこなった。コントロールPrP欠損マウス(Tg(N)PrP0/0)が例外なく協調運動障害と小脳プルキンエ細胞の脱落を呈したのに対して、正常マウスPrP遺伝子を再導入したPrP欠損マウス(Tg(N)PrP0/0)にはこのような異常全く検出できなかった。このことは再導入した正常マウスPrP遺伝子がPrP欠損マウスの表現型を回復したことを意味し、PrP欠損マウスにおける神経細胞死の一次要因が破壊PrP遺伝子であることが証明された。現在、神経細胞死に関わる細胞型を特定する目的で、ニューロン特異的(NSE)およびグリア特異的(GFAP)プロモーターに支配された正常PrP遺伝子のPrP欠損マウスへの導入をおこなっている。

(3)PrP欠損マウスのプルキンエ細胞の経時的形態観察により、初期病理変化が軸索に出現することを見い出した。免疫組織化学により正常神経細胞におけるPrPの発現が軸索で最も強いことを明らかにした知見と併せて、PrPが正常および神経終末において機能する可能性が強く示唆された。プリオン病の発症予防及び治療への展望を拓くため以下の研究を行った。(1)異常プリオン蛋白(PrP)生成制御薬剤候補としてのPrPに結合するペプチドの同定:ランダム12 merペプチドライブラリよりリコンビナントPrP(121-231)への結合活性を有するファージを4roundsのパニングにより濃縮し、ランダムに72プラークをクローニングした。塩基配列決定によりこれらは各々独立した6種類のファージによりなることが判った。EIAにより5/6に特異的結合が確認された。そのうちWest-western法により陽性バンドが検出されたのは1種類のファージのみであった。しかしながら、相応する合成ペプチドを用いた解析では、3種類のペプチドがそれぞれのファージのPrPへの結合を容量依存的に特異的に抑制することが判明し、またIAsys cuvette systemを用いた解析によりこれら3種類の合成ペプチドのPrPへの結合を直接証明することができた。次年度はペプチドの結合が及ぼすPrP立体構造およびPrPC→PrPSc変換への影響を検討する。(2)異常PrP生成の場(細胞種)の特定:すでに作成したPrP欠損マウスにニューロンあるいはグリア特異的プロモーターに支配された正常PrP遺伝子をそれぞれ導入した。次年度はこれらマウスにプリオンを接種することにより、異常PrP生成の場(細胞種)を特定する予定である。プリオン病の本態は、中枢神経系における異常プリオン蛋白(PrP^<Sc>)との相互作用に基づく正常プリオン蛋白(PrP^c)のPrP^<Sc>への構成的変換であると考えられている。本研究では、このPrP^c/PrP^<Sc>間の蛋白蛋白相互作用を制御しプリオン病の治療あるいは発症予防に寄与する薬理物質の侯補として短鎖ペプチドを取り上げた。ランダムペプチド・ファージライブラリ(12mer)よりリコンビナントPrP(121-231)への結合活性を有するファージをパニングにより濃縮し、ランダムに72プラークをクローニングした。塩基配列決定によりこれらは各々独立した6種類のファージクローンより成ることが判った。相応する合成ペプチドを用いた解析では、3種類のペプチドがそれぞれのファージのPrPへの結合を容量依存的に特異的に抑制することが判明し、さらにIAsys cuvette systemを用いた解析によりこれら3種類の合成ペプチドのPrPへの高親和性結合を直接証明することができた。現在、これらのペプチドがPrP^c/PrP^<Sc>間の蛋白蛋白相互作用を制御しうるか否か、無細胞系および培養細胞を用いたPrP変換系により検討中である。またNSEプロモーターあるいはGFAPプロモーターに支配されたPrP cDNAを有するトランスジェニックマウス(B.Chesebro博士より供与)との交配によりこれらトランスジーンをPrP欠損マウスに導入した。われわれが過去にPrP欠損マウスに見い出した二つの表現型、(1)プリオン感染に対する抵抗性(2)神経細胞死、に及ぼすこれらのトランスジーンの効果を現在解析中でありPrP^c/PrP^<Sc>変換および神経細胞死に直接関与する細胞種の特定できるものと思われる。
無形資産を構成する中核的な諸資産の測定と開示の研究

平成17年度より3年間にわたって行われた「無形資産を構成する中核的な諸資産の測定と開示の研究」では、研究活動の中で蓄積したデータベースなどを活用しながら、以下の5つの活動を実施した。1.無形資産投資の中でも中核的な位置づけとなる研究開発投資と企業価値との関連性を検証した。研究開発投資が将来利益や企業価値に結びつくということなど、研究開発費の資産性を裏付けるいくつかの実証的な証拠を得るなどの成果を得た。2.研究開発投資と企業価値との関連性が地域間でどのように異なるかを検証した。日本の研究開発活動は他地域と比べると低水準であるものの、中・長期的な成果に結びついている点、アメリカではむしろ短期的な成果に結びついている点などが明らかになった。3.ソフトウェアや情報システムに関するデータベースを活用し、それらを活用してIT投資への取り組みと企業の業績、あるいはセキュリティーと資本市場からの評価の間に一定の関係性があることが明らかになった。4.コーポレートブランドが株式市場でどのような評価を受けているかについての検証を行った。コーポレートブランドの魅力が高い企業ほど利益の持続性が高く、株式市場で高く評価されやすいなどの事実が解明された。5.無形資産会計にかかわる会計制度、会計実務についても調査した。これについては、「11.研究発表〔雑誌論文〕」中の「無形資産会計の課題と展望」(企業会計第60巻)に所収されている。「無形資産を構成する中核的な諸資産の測定と開示の研究」は研究1年目にあたるため、主にデータベースの構築と過去の先行研究の整理を中心に研究を進めていった。具体的には大きく以下の4つの活動に力を入れた。1.これまで蓄積されてこなかったソフトウェアの会計およびその評価の研究に関する先行研究のレビューとデータ整備である。世界的に見ても、ソフトウェア資産の評価に関する研究は堵についたばかりで、包括的なデータベースが日本にはまだないといっても過言ではない。我々は先行研究の整理と並んで今後構築すべきデータベースの内容について検討した。2.研究開発活動や特許、コーポレートブランドなどすでにある程度のデータベースの構築が行われている無形資産と企業価値との関連性の検証である。検証の結果については、日本会計研究学会の特別委員会で報告したほか、日本企業研究センター年報、會計などの雑誌・研究年報に掲載されている。株式市場が、純資産や利益などの財務情報のみではなく、コーポレートブランドや特許などの非財務情報をポジティブに評価していることが確認されるなど、これまで逸話的には語られつつも、必ずしも実証されてこなかった無形資産と企業価値との関連性が実証的に解明された。3.ソフトウェアやコーポレートブランドなどの活用や構築を実践されている企業実務者からのヒアリングである。今後構築すべきデータベースの内容や検討課題を明らかにするために、数回に分けてヒアリングを実施した。4.データベースの構築である。特に企業価値を評価し、分析する業務を実施されている証券アナリストの方々はご自身の企業価値評価の中に、暗黙のうちに無形資産への評価を入れ込んでいる可能性がある。我々は証券アナリストの方々への質問調査を実施し、その内容をデータベース化した。「無形資産を構成する中核的な諸資産の測定と開示の研究」では、17年度に構築したデータベースなどを活用しながら、以下の4つの活動を実施した。研究開発投資が、将来利益や企業価値に結びつくということ、そうした将来利益の裏付けとなるような実績を残している企業ほど、研究開発投資と企業価値との関連性が強いなど、研究開発費の資産性を裏付けるいくつかの実証的な証拠を得るなどの成果を得た。こうしたデータを活用した分析結果は、平成18年度に出版された伊藤邦雄編『無形資産の会計』(中央経済社)に所収されている。2.ソフトウェアや情報システムに関するデータベースについては、構築にあたって生じるだろう諸課題を克服するため、パイロットテストとして複数の企業や監査法人に、情報システム構築の狙いやその経理上の取り扱いなどについてヒアリング調査を実施した。

3.コーポレートブランドなどの活用や構築にあたっての企業実務上での課題やマネジメントシステムへの落とし込みについて、複数企業に対するヒアリング調査を実施した。4.資産としてのコーポレートブランドとともに、資産価値にネガティブな影響を与えるブランドリスクについての研究も進めた。ブランドリスクが企業価値に与える実態などを明らかにした。こうした成果の一部については、伊藤邦雄・加賀谷哲之「ブランドリスクマネジメントと企業価値」『一橋ビジネスレビュー』に所収されている。「無形資産を構成する中核的な諸資産の測定と開示の研究」では、研究活動の中で蓄積したデータベースなどを活用しながら、以下の4つの活動を実施した。1.無形資産投資の中でも中核的な位置づけとなる研究開発投資と企業価値との関連性が地域間でどのように異なるかを検証した。日本の研究開発活動は他地域と比べると低水準であるものの、中・長期的な成果に結びついている点、アメリカではむしろ短期的な成果に結びついている点などが明らかになった。さらにこの背景には、各地域の競争環境が影響を与えていることが明らかになった。こうしたデータを活用した分析結果は、下記の雑誌論文1「無形資産の開示と投資行動の国際比較」に所収されている。2.ソフトウェアや情報システムに関するデータベースを活用し、それらを活用してIT投資への取り組みと企業の業績、あるいはセキュリティーと資本市場からの評価の間に一定の関係性が見て取れることが明らかになった。こうした研究成果については、2008年3月に実施された情報セキュリティガバナンス2008で発表した。4.無形資産会計にかかわる会計制度、会計実務についても調査した。これについては、下記の雑誌論文2「無形資産会計の課題と展望」に所収されている。
薬物事犯による刑事施設入所中の累犯受刑者の保健医療ニーズと社会生活定着要件

薬物事犯による受刑者15人(男性)に、主観的健康感、精神健康度(K6)、薬物使用に至った経緯、逮捕歴・受刑歴、これまでに受けた保健・福祉サービスに関するインタビュー調査を実施した。インタビュー対象者は、1)薬物事犯で累犯者、2)インタビューに対応可能な認知能力がある者といった条件を満たす者を、A刑務所より抽出していただき、調査協力に係る本人の同意を得た上で調査を実施した。K6 scoreの平均は3.7(標準偏差:2.7)、中央値は4.0(range:0ー8)であった。別研究プロジェクトで実施した薬物依存症リハビリテーション施設であるDARCメンバーで受刑経験がある者14人に対して実施したインタビュー調査によって得られたK6 score(平均:7.8,標準偏差:4.3;中央値:8.5,range:1ー14)と比較し、統計的有意な差が認められた(マンホイットニーU検定,P=0.007)。一方、主観的健康感については、受刑者15人中13人が「とても健康/まあまあ健康」と回答した。DARCメンバー13人中10人が「とても健康/まあまあ健康」と回答したが、統計的有意な違いは認められなかった(フィッシャーの正確確率検定,P=0.639)。尚、受刑者(ρ= 0.148,P=0.599)もDARCメンバー(ρ= -0.109,P=0.736)もK6と主観的健康感には、統計的有意な相関は認められなかった。A刑務所と研究協力に係る契約書を交わし、インタビュー調査が実施できるようになるまでに時間を要したが、男性受刑者へのインタビュー調査は当初予定通り実施できた。ただし、調査結果の詳細分析については、今後引き続き深めていく必要がある。B刑務所から研究協力の同意を得た上で、薬物事犯による女性受刑者に対するインタビュー調査を実施する。男性受刑者へのインタビュー結果と合わせて、詳細な内容分析を行う。全国の刑務所中、協力が得られた刑務所に対し、薬物事犯による受刑者らの出所後の地域生活定着支援に関し、成功事例および対応困難事例の経験について半構成的インタビュー調査を実施するための準備を進める。2018年度は、当初予定よりも旅費および人件費・謝金の支出を少なく抑えることができた。2019年度は、全国刑務所訪問のための旅費が必要となるため、2018年度の未使用分を2019年度に繰り越すこととした。
コメディカル学生における協同学習とｅ－ラーニング併用型医学教育プログラムの開発

本研究ではコメディカル系学生におけるActive Learningの確立を目的として、ジグソー学習法とテスト=テイキング=チーム法を用いて臨床検査系学生に対し協同学習を実施し、その学習効果について検証を行った。協同学習実施による学習効果は、臨床検査技師国家試験模擬試験と臨床検査技師国家試験によって学習到達度を評価した。その結果、ジグソー法とテスト=テイキング=チーム法による協同学習では、Active Learningによる継続的な学習効果が早期から認められ、有意に学習到達度が向上していた。このことから協同学習は臨床検査学生の知識量の底上げと学生間での教授能力の向上に有用であると考えられた。平成25年度研究では臨床検査学生教育におけるActive Learningの確立を目的として、ジグソー学習法とテスト=テイキング=チーム法を用いて協同学習を実施し、その学習効果について検証を行った。協同学習チーム構成員による協同学習実施による学習効果評価は、3ヶ月間の協同学習または自己学習実施後に臨床検査技師国家試験模擬試験と臨床検査技師国家試験の合計8回の試験を12ヶ月間隔で実施し、得点によって学習到達度評価を行った。自己学習グループ全体34名(Group A)、自己学習グループ中得点上位者6名(Group B)、協同学習グループ6名(Group C)の3群間を比較し、Mann-WhitneyのU検定により統計学的有意差検定を行った。その結果ジグソー法とテスト=テイキング=チーム法による協同学習では、Active Learningによる継続的な学習効果が早期から認められ、有意に学習到達度が向上していた。一方、教員が関与しない自主的協同学習実施のため、タブレット端末利用を想定したe-PortfolioシステムMaharaとe-LearningシステムCEASを用いた協同学習支援システムをプロトタイプシステムとして構築しテスト運用を開始した。1)適性検査テストを用いたベースグループ構築最適化方法の研究Collaborative Learningにおいては活動の基本単位となる適切なベースグループの構築が必要となるが,単に学生の成績のみでのグループ化では適切なグループ化は期待できず,最適なベースグループ構築のための指標が必要となる。そのため,クレペリン検査,YGPI適性検査を用いて学生の特性を分析し,最適なベースグループ構築を行うための客観的検査指標について検討した。対象は弘前大学医学部保健学科学生40名とし,クレペリンテストにより計算速度,精力度,疲労度,興奮度,周期性変動,緊張度について算出し,YGPI適性検査において情緒安定性因子,外向性因子,活動性因子,熟慮性因子,不満性因子,攻撃性因子,空想性因子,社会適応性因子について算出した。因子分析結果を用いたグループ構成を行った結果,構成メンバーにおける情緒安定性因子,外向性因子,活動性因子,熟慮性因子,不満性因子,攻撃性因子,空想性因子,社会適応性因子の各因子,ならびに全因子の合計において偏りが認められない構成が構成上良好な評価を得た。これらに各専門分野における成績を加えることで最適化構成が可能と考えられることから,次年度研究において各専門分野知識力評価を加えた構成法について検討を加えることが必要である。本研究では客観的な専門知識力評価を行い,また学生自らが他の学生に対して充分な指導責任を果たした上で相互互恵関係を得られているかをチェックするためLearning Management Systemを用いたPDCA自己管理システムを構築した。基盤システムにはsakai CLEを使用し,テスト運用を行った。実証評価は次年度実施予定である。平成26年度は、e-ラーニング併用型専用教育プログラムによるCollaborative Learningの評価を実施した。教員の関与を可能な限り排除したHybrid Collaborative Learningによる学習効果を評価するとともに、共同作業認識尺度・自己教育力・目標達成度について質問調査票を作成し因子分析を実施した。e-LearningシステムCEASと、タブレット端末iPadを用いたCollaborative Learning終了後のユーザー評価の結果、協同学習においては対面型による実施効果が有意に高いとの結論を得るとともに、e-Learningシステムは個別学習支援とし、対面型Collaborative Learningにおいてタブレット端末を使用した教育実施が目標達成に有効であることが判明した。また本研究期間中に得た研究成果について、臨床検査教育学会において報告するとともに、アジア太平洋医学教育学会APMECにおいて公表した。これらの結果より、コメディカル学生における協同学習は国家試験課題に向けたグループ単位での知識力向上に有用であるとともに、eーラーニング併用によってさらなる個別知識力向上がはかれることが明らかとなり、本法はコメディカル教育においてActive Learningへの活用が期待できると考えられる。教育学、臨床検査学教育、協同学習、e-Learning協同学習による教育プログラムが有効とのデータが取得され、プロトタイプシステムの構築までに至っていることからほぼ当初の計画に沿って進展していると考えられる。また研究成果は論文投稿を行うとともに、ホームページに掲載することで広く社会に対しての還元を行っており、当初計画を達成していると考えられる。

適性検査テストを用いたベースグループ構築最適化方法の研究においては当初の計画に示した客観的グループ化の第1段階となる性格的要因を基にしたグループ因子評価を行い,次年度以降実施予定である実証評価のための基礎データを得ることが出来,また分析を通して偏り補正を行うことができたことから、当初目標は概ね達成したと考えられる。また,Learning Management Systemを用いたPDCAサイクルチェックプロトタイプシステムの構築においては実証評価の開始に向けた基盤システムの構築を行い,PDCAを実行するためのプロトタイプシステムは完成しており,当初計画を達成していると考えられる。これらのことから,現在までの達成度においては当初予定の80%程度の実績を達成したといえ,概ね順調な進捗状況であるといえる。平成26年度は、e-ラーニング併用型専用教育プログラムによるCollaborative Learningの評価を実施する。教員の関与を可能な限り排除したHybrid Collaborative Learningによる学習効果を評価するとともに、共同作業認識尺度・自己教育力・目標達成度について質問調査票を作成し因子分析を実施する。本システムはプロトタイプであることから、システムの改善点をユーザー及び教員からアンケート調査等により明らかにし、システムの改良作業および運用改善にも着手する。課題としてはe-ラーニング化により対面式とは異なったグループ化を検討することが必要であり、対面式教育との違いについても明らかにする予定である。これらの研究成果について過去2年間の研究成果を踏まえ、国内の医学教育関連学会で成果を公開すると共に,国際学会においても成果を公表する。平成25年度以降においては1)Collaborative Learningによる実践的医学教育プログラムの開発を実施する予定であり,本部分では平成24年度結果を基に医学部保健学科の協力学生を対象としてベースグループを構築する。グループ形成の課題として専門知識の偏り補正が必要であることから,理解度テストを加えるなどすることによってグループ形成の適正化をはかる。グループ化後は,Collaborative LearningとPDCAサイクルについての基礎教育を行った後,ベースグループにおいて分担を決定し,曜日毎に各医学専門分野をローテーションさせ,協同学習を開始する。
次世代ものづくり技術の基盤たるエミュレータ・デザイン学創成に向けた数理戦略立案

本研究では、データ同化の考え方を研究推進の基本指針として、データ科学、シミュレーション科学、およびセンサー技術を三位一体化した、エミュレータ・デザイン学を創りだすための数理基盤の整備に取り組む。エミュレータを積極的に用いることにより、製品設計・開発スピードの高速化や新素材の効果的発見を促す次世代ものづくり技術、経済効率性と安全保障性の高い社会インフラ維持施策も実現可能になる。データ同化とは、複雑な現象の高精度予測のために、時空間観測・計測データの解析と数値シミュレーション計算を統合することにより、シミュレーションの初期値や境界値、パラメータ等を実際の現象をなるべく再現するように定め、時にはシミュレーションモデル自体にも手を加える(リモデリング)一連の計算作業である。初年度は、エミュレータ・デザイン学の数理の基盤構築に必要な数理要素技術の洗い出しと、本課題と関連する先端的な研究所への訪問等を含めた調査研究を行った。具体的には、アメリカ統計連合大会やアジア・オセアニア地区の計算機統計学会等の統計関係の国際学会に参加し、シミュレーションと統計数理のコミュニティ間の認識ギャップ等について調査し、利用されている数理要素技術の洗い出しを行った。あわせて、参加者らとの議論を通じて言葉と概念の整理もすすめた。また、本研究所データ同化研究開発センターと交流実績のある、東北大学流体科学研究所の教員やJAXA(航空本部)の研究者と時折議論することで、先進的センシング技術が計算モデルと統合されることによって得られる価値についても調査し、次年度計画のエミュレータ・プロトタイプの構築が具体的イメージをもって着実に進められるように準備作業をすすめた。産業界等も含めて実務者レベルでは、本研究課題のニーズは相当なものであることは研究者にも深く認識されている一方で、具体的にどの切り口からどのようにすすめるかが模索されていた難問に挑戦するものである。従って、主たる目的である調査研究が進んだかどうかが初年度研究結果の達成度を測る観点となる。今年度は、統計関連や地球・宇宙科学の国際学会において、シミュレーションと統計数理のコミュニティ間の相互協力により実現された特別セッションに参加あるいは招待講演を行い、参加者とのフロア内外での充実した議論により得るものは大きかった。特に、本研究課題解決への、ガウス過程回帰や、その古典版とも言えるクリギング、また次元削減を目的としたスパース回帰などの技術群への期待感は、国際的にも共通していることが確認できた。また、東北大学流体科学研究所のデータ同化研究者、北陸先端科学大学の材料開発関係のシミュレーション研究者、NIMSが担っているJSTイノベーションハブ事業(マテリアルインフォマティクス)に参加している研究者らとの意見交換により、多面的な考え方を数理的視点から整理できたことは大きな糧となった。これらの理論方面での調査研究は大きな進捗があったが、具体的なエミュレーション実験の実施に向けた情報収集作業はあまり十分とは言えなかった。よって、総合的観点から、おおむね順調に進展していると自己判断した。本研究では、データ同化の考え方を研究推進の基本指針として、データ科学、シミュレーション科学、およびセンサー技術を三位一体化した、エミュレータ・デザイン学を創りだすための数理基盤の整備に取り組んだ。今年度は研究計画の2年目ということもあり、エミュレータ・プロトタイプの構築に注力した。テストベッドとして考えていたデータ同化実験において、同化させる目的変数の選択を含めた観測モデルの同定に時間がかかってしまい、構築作業のステップが双子実験による基礎的機能の確認にとどまった。一方、エミュレータの数理的基盤の展開においては、汎用的枠組みを確立するといった具体的な成果があげられた。枠組みのフローチャートは以下の通りである。まず目的変数を定め、スパース回帰を適用しエミュレータを得る。次に、設計パラメータ相互間の依存性をモデル化したカーネル関数を定義しガウス過程回帰を用いることで、設計パラメータに対する目的変数の応答曲面を構成する。この応答局面の誤差の大きい領域からサンプリングした設計パラメータ(テストパラメータ)に対して、少数のシミュレーションをさらに実施する。この結果を取り入れて、改めてさきほどのガウス過程回帰を適用し応答曲面を改善する。この手続きを設計精度を満足するまで繰り返す。この繰り返し手続きの中で、高次元設計パラメータ空間内のテストパラメータの配置を自律的に逐次学習するアルゴリズムも考案した。これらの成果を学会等で発表するとともに、統計的品質管理の分野の専門家から意見をもらい改善を図った。前年度にある程度準備する予定であった、データ同化、さらにはエミュレーション用のシミュレーションの題材選定について調査作業を継続する。シミュレーションのソルバーは、研究課題が短期間であることと、その性質上、新たに開発することは不可能であり、既存であることが選定上の必須条件となる。また、ソルバーを逐次データスケルトンプログラムから呼ぶためのスクリプトプログラムを開発する必要があるため、その点についての試行実験を行う。

進捗が芳しくない場合は、本課題の主たる目的はあくまでもエミュレーション用の数理基盤の整理と確立であるため、手元にある扱いに手慣れたシミュレータを元にした双子実験の枠組みを利用する。また、同化させる目的変数もさまざまなものが考えられるため、その選択を含めた観測モデルの同定に時間がかかることも予想される。その場合は、データ同化結果でなく、通常のシミュレーション結果に擬似的なノイズを混在させた結果により、エミュレーション実験に臨む。エミュレータを構築するために、このデータ同化の結果を用いて、ガウス過程回帰によるパラメータ相互間の依存性を考慮したスパース回帰を複層的に行う。得られたエミュレータを用いて、パラメータに対する目的変数の応答曲面を構成する。その一方で、エミュレータを経由せず、少数のシミュレーション結果から、応答曲面を直接求める方法も検討する。そのため、高次元パラメータ空間内の移動とサンプル(テストパラメータ点)の配置を自律的に逐次学習するアルゴリズムを考案する。これらの改善工夫を行うとともに、適切なセンサー情報の獲得および入力の方法について検討する。成果を学会等で発表するとともに、統計的品質管理の分野の方から意見をもらうため国内および海外出張を行う。情報学エミュレーションへの期待が想像を上回るスピードで高まり、さらに何と言っても、国内の多方面の研究者から研究の方向性について招待講演の依頼が相次ぎ、その結果、当初想定していた旅費に余裕ができたため。統計関連の学会等に積極的に参加し統計的品質管理の分野の方から本研究のねらいや方向性について意見をもらうことと、シミュレーション実務者との議論を通して、エミュレーション実験に適切な規模のシミュレーションの題材選定作業をすすめること、この二つを中心とした目的実現のための国内および海外出張費用に当てる。
大学生による不登校児童生徒の支援に関する研究：対象児のアセスメントと介入効果測定

本研究は,非専門家(大学生)による学校支援(ライフパートナー:LP)事業において,(1)LPの支援を受ける児童生徒のアセスメント,(2)LPによる支援効果の測定,を行うことを目的とするものである。調査の結果(1)LPによる支援を受けている生徒のメンタルヘルス及び不適応状態は一般生徒と比較して有意に悪く,ストレスへの対処方略においても問題を抱えていた。(2)一般生徒のストレスが時間経過にともなって高くなる一方で,LPによる支援対象生徒は変化がなく,LPによる支援が予防効果を有していた。問題行動においては支援によって低下する効果がみられた。本研究では,(1)大学ボランティア(Life Partner:LP)を利用する児童生徒の状態と支援ニーズのアセスメント,(2)LPの効果の測定,を行うことが目的であった。その内,初年度であるH25年度には,(1)については児童生徒の保護者への質問紙調査を実施し,(2)については児童生徒の担任への質問紙調査を実施した。(1)の保護者への質問紙調査では,16名から回答が得られた。児童生徒の発達障害傾向および総合的な適応の困難性を測定するSDQへの回答が得られた15の結果を分析すると,困難性総合指標において標準サンプルにおける臨床水準を示したものは15名中5名(約33.3%),境界水準を示した者が15名中6名(40.0%)存在したことから,LPを利用している児童生徒の半数近くは臨床的介入が必要な水準の問題を抱えていることが明らかになった。特に,情緒不安定性と友人関係における問題を抱える者が多かった。(2)の担任教師あるいはLP担当教師への質問紙調査では,69名からの回答が得られた。その結果,「個別に丁寧に対応してくれて助かった」「子どもが楽しそうな顔が見られるようになった」「他の子どもとつなぐ役割を果たしていた」「学習の遅れが少し取り戻せた」などの意見が多く,LP活動の有効性を教師が実感していることが示唆された。また,小中学校の教師がLP学生との情報交換をする時間が取れないなどの問題点も指摘され,LP学生を派遣している大学と学校側との連携の問題も明らかになった。本研究は,筆者らが運営する学生ボランティア派遣事業『ライフパートナー(LP)事業』の対象児童生徒に対して,(1)LPを利用する児童生徒の状態と支援ニーズのアセスメント,(2)LPの支援効果の測定,を行うことを目的とするものである。平成26年度は,前年度に引き続き調査を行った。調査対象者は,福井県内の公立中学校1校の生徒約400名であり,その内,LPによる支援を受けている生徒は16名であった。(1)アセスメント:391名(男子209名,女子182名)の生徒を対象に質問紙調査を実施した。調査内容は生徒本人用は,抑うつ傾向,攻撃性,ストレスであった。教師が生徒について回答するものは,LP支援対象生徒のみを対象とし,SDQ(発達障害傾向)及び社会的スキルへの回答を求めた。調査時期はLPによる支援活動の始まる前の5月中旬であった。分析の結果,LP支援対象生徒は一般生徒よりも攻撃性および学校ストレスが有意に高かった。教師への調査については,標準データを基に偏差値の算出を行った結果,SDQの向社会的行動は平均よりも1標準偏差以上低く,多動性・衝動性,情緒不安定性,友人関係問題は平均よりも1標準偏差以上高かった。社会的スキルは,全ての下位尺度において平均よりも1標準偏差以上低かった。よって,LP支援対象生徒がこれらの特徴において大きな課題を抱えていることを示唆している。(2)支援効果の測定:(1)と同じ調査対象者に同じ内容の調査を12月中旬に行った。生徒本人への調査データを分析した結果,LP支援対象生徒の抑うつ及び友人ストレスは低下傾向があったが,有意な変化ではなかった。攻撃性やその他のストレスについても有意な変化はみられなかった。教師への調査データにおいても,各指標の有意な変化は見られなかった。以上から,今年度の研究結果からはLP学生による支援の効果はみられなかった本研究は,筆者らが運営する学生ボランティア派遣事業『ライフパートナー(LP)事業』の対象児童生徒に対して,(1)LPを利用する児童生徒の状態と支援ニーズのアセスメント,(2)LP支援効果の測定,を行うことを目的とするものである。平成27年度は,前年度に引き続き調査を行った。調査対象者は,福井県内の公立中学校1校の生徒約400名であり,その内,LPによる支援を受けている生徒は19名,LPによる支援の対象とはなっていないが,教師から見て気がかりな生徒は13名であった。(1)アセスメント:382名(男子200名、女子182名)の生徒を対象に,抑うつ傾向,攻撃性,SDQ(発達障害傾向),ストレス,ストレス対処についての質問紙調査を実施した。LP支援対象生徒のみを対象とし,SDQ(発達障害傾向)及び社会的スキルについて教師にも回答を求めた。分析の結果,抑うつ、攻撃性及び学校ストレスにおいては,LP支援対象生徒が一般生徒よりも有意に高く、ストレス対処の問題解決においては、LP支援対象生徒が一般生徒よりも有意に低かった。SDQの発達障害傾向においては、LP支援対象生徒及び気がかり生徒が一般生徒よりも有意に高かった。

教師への調査については,SDQの向社会的行動及び社会的スキルの全下位尺度において標準的な生徒よりも1標準偏差以上も低かった。よって,LP支援対象生徒は上記メンタルヘルス及び行動傾向の指標において課題を抱えていることが示唆された。(2)支援効果の測定:(1)と同じ調査対象者に同内容の調査を12月中旬に行った。分析の結果,LP支援対象生徒は抑うつにおいては悪化傾向にあるが,学校ストレスにおいては一般生徒が悪化する中変化がなく,LPによる支援はストレスの上昇を食い止めるという間接的な効果を有していることが示唆された。平成27年度は,研究課題(2)LP支援効果の測定について,支援終了6ヶ月後にfollow up調査を行う計画であった。しかし,平成26年度の研究課題(2)LP支援効果の測定におけるpre-post調査のサンプルサイズが少ないことから,平成27年度においても平成26年度の課題を引き続き行った。そのため,follow up調査については実施できなかった。しかし,平成26年度と27年度の2年間の調査で目標としていたサンプルサイズを得ることができたため,計画の遅れはあるものの着実に計画は進行している。本研究は,筆者らが運営する非専門家(大学)による学校支援事業『ライフパートナー(LP)事業』の対象児童生徒に対して,(1)LPを利用する児童生徒の状態と支援ニーズのアセスメント,(2)LP支援効果の測定,を行うことを目的とするものである。最終年度である平成28年度は,これまでに収集したデータを総合し,十分なサンプルサイズについて分析を行った。調査対象者は,1)LPによる支援を受けている公立中学校の生徒35名,LPによる支援の対象とはなっていないが,教師から見て気がかりな生徒21名,一般生徒716名,2)LPの支援を活用した教師268名,3)LPによる支援を受けた児童生徒の保護者83名であった。(1)アセスメント結果については,1)生徒に対して,抑うつ傾向,攻撃性,SDQ(発達障害傾向),ストレス,ストレス対処について質問紙調査を行ったところ,抑うつ,攻撃性及び学校ストレスにおいてはLP支援対象生徒が一般生徒よりも有意に高く,ストレス対処の問題解決においては,LP支援対象生徒が一般生徒よりも有意に低かった。SDQの発達障害傾向においては,LP支援対象生徒及び気がかり生徒が一般生徒よりも有意に高かった。これらから,LP支援対象生徒は,メンタルヘルスが低下し,ストレス対処にも課題を抱えていることが示唆された。(2)支援効果については,LP支援対象生徒自身は,抑うつ傾向が悪化する傾向があるものの,学校ストレスにおいては一般生徒が悪化するにも関わらず変化がなく,LPによる支援によってストレスの上昇を食い止めているという間接的な効果を有していることが示唆された。教師の視点からは,児童生徒の情緒安定,学習意欲・登校意欲の向上,充実感,関係拡大,教師の心理的支え,負担軽減,学級集団の活性化といった効果がみられた。保護者の視点からは,情緒安定,積極性・登校意欲の向上がみられた。本研究は,非専門家(大学生)による学校支援(ライフパートナー:LP)事業において,(1)LPの支援を受ける児童生徒のアセスメント,(2)LPによる支援効果の測定,を行うことを目的とするものである。調査の結果
シガトキシン類の全合成・抗体・作用原理の研究

シガトキシン(CTX)類は、天然からは極微量しか得られず、30以上の不斉炭素を持ち、13個以上のエーテル環を有する巨大分子である。私達は、二環構築型ポリエーテル連結法を考案し、CTX3Cの収束的全合成を2001年に世界で最初に達成した。この成果を更に発展させ、1.合成CTX類を学際研究に供給できる実用的な第二世代合成法を開発した。2.第二世代合成法によって最強の毒性をもつ51-HydroxyCTX3Cの数ミリグラムの全合成、及び太平洋地域におけるシガテラ中毒の原因毒として可能性が高いCTX1Bの全合成にも成功した。4.作成済みのモノクローナル抗体10C9と8H2を組み合わせて、51-hydroxyCTX3C等をpg/mLの高感度で検出できるサンドイッチイムノアッセイを確立した。更に実用的な検出キットを開発中である。5.実際の中毒発生地域、沖縄近海魚類を処理した。それら試料について上記イムノアッセイを適用した結果、沖縄産イッテンフエダイがCTX3Cを含むことを初めて証明した。我々が開発してきた毒魚検定法が、実際のシガテラ魚に十分適用できることがわかった。6.これらの抗体はマウス体内のシガトキシンを中和できる、即ち、中毒したマウスの治療ができることも明らかにした。これは、抗体のヒト型抗体化によって、ヒトの中毒の治療や、ワクチン開発に繋がる成果である。7.CTX中央部のF環が9員環であることが、毒性発現に必須の構造要件であることを証明した。8.全合成したCTX類やビオチンコンジュゲートを用いた電子顕微鏡や電気生理学研究により、電位依存性ナトリウムチャネルへの結合部位や開閉(ゲイティング)機構が明らかになりつつある。珊瑚礁周辺の魚介類によって引き起こされるシガテラ中毒の原因毒シガトキシン類(CTXs)は、天然からは極微量しか得られず、3034個の不斉炭素を持ち、しかも不蝕和8,9員環エーテルを中心にして13個のエーテル環が梯子状に連なった3ナノメーターの分子長を有する巨大分子である。本研究の目的は、シガトキシン類の全合成、抗体作製、イオンチャネル阻害原理解明である。今年度の研究実績は以下の通りである。1)既に開発した「二環構築型ポリエーテル連結法」を用いて、CTX3C以外の3種の主要シガトキシン類、51-oxy-CTX3C(最強毒と言われている)、54-deoxy-CTX、およびCTXの全合成を目指して、既に合成したCTX3C型の左右二大セグメント2種の大量合成を検討した。特に右HIJKLMセグメントについては、エポキシスルホン合成素子を用いた収束的合成法により、以前よりずっと短工程で立体選択的に合成できるようになった。2)さらに、新たにCTX型の左右二大セグメント、すなわち、A環にジヒドロキシブテニル置換基を有し、E環が7員環であるABCDE環部、およびM環上に水酸基を有するHIJKLM環部の収束的合成法を開発した。しかし、まだ大量合成には適さない工程が多いので、全合成に向けた改良が必要である。これらの合成研究の迅速化には、反応を追跡解析する備品として購入した、IR反応解析装置が役に立った。3)新たに合成したCTX型セグメント、すなわち、A環にジヒドロキシブテニル置換基を有するABCD環部、およびM環上に水酸基を有するHIJKLM環部をKLHタンパク質とコンジュゲートにした。マウスに免疫する予定である。珊瑚礁周辺の魚介類によって引き起こされるシガテラ中毒は、世界最大規模の自然毒食中毒であり、年間2万人以上の中毒患者が発生している。

その原因毒シガトキシン類は、天然からは極微量しか得られず、3034個の不斉炭素を持ち、しかも不飽和8,9員環エーテルを中心にして13個のエーテル環が梯子状に連なった3ナノメーターの分子長を有する巨大分子である。本年度の目的は、シガトキシンCTX3Cの改良全合成と新しい抗体作製である。1)CTX3CのHUKLM環部合成上の課題の一つは、UKLM環合成の後でH環を構築したために工程数が多くなったことであった。エポキシスルホン素子を用いたHI+LMによって収束性を上げ、CTX3CのHUKLM環部の大量供給が可能になった。2)CTX3CのHUKLM環部合成における解決すべきもう一つの課題は、J環ジヒドロピラン環のハイドロボレーションが期待する方向から進行しないことであった。その結果、酸化したケトンを使ってエピ化させる工程を余分に必要とした。しかし、DMDOを用いてエポキシ化し、スーパーヒドリドによって還元する、天然型異性体を立体選択的に得る新合成法を開発することに成功した。3)更に、クロロスルフィドとアルコールを銀トリフラートを用いてカップリングする、温和なO, S-アセタール合成法を開発した。4)上記の方法を活用した効率の良いCTX3Cの第二世代全合成を完成した。5)A環にジヒドロキシブテニル置換基を有するABCD環部、およびM環上に水酸基を有するHUKLM環部のKLHタンパク質コンジュゲートを用いてモノクローナル抗体の作製が進行中である。珊瑚礁周辺の魚介類によって引き起こされるシガテラ中毒は、世界最大規模の自然毒食中毒である。その原因毒シガトキシン類は、天然からは極微量しか得られず、13個のエーテル環が梯子状に連なった3ナノメーターの巨大分子である。本年度の本研究の目的は、第二世代シガトキシン合成法を更に改良しながら、CTX3C以外のシガトキシン類の全合成、抗体作製、イオンチャネル阻害原理解明である。1)第二世代CTX3C全合成法を更に効率的にして、CTX3Cを学際的関連諸科学の研究用に供給できるようになり、新しい知見が得られた。即ち、電気生理学研究により、CTX3Cが、電位依存性ナトリウムチャネルのゲート機構の活性化過程に著しい影響を与えるばかりでなく、不活性化過程にも強く作用し、不活性化からの回復を著しく遅らせることを世界で初めて明らかにした。2)第二世代シガトキシン合成法におけるG環構築の選択性を改善する方法を開発した。これによってシガトキシン類の中で最強毒と言われている51-hydroxyCTX3Cの全合成を検討し、量的供給を可能にした。3)CTX3C全合成中間体の生物活性試験により、F環が開環した構造の化合物の中に、ナトリウムチャネルに結合するが、マウス毒性が低い化合物が存在することが分かった。4)シガトキシン類を更に効率的に合成するためには、左セグメントABCDE環部の新しい収束的合成法の開発が必要である。ラジカル反応を鍵とする、より効率的で再現性の高いCTX3CのABCDE環部新規合成法の開発に成功した。この方法は、環状ポリエーテル類の一般性の高い合成法になりうるものである。5)M環上に水酸基を有するHIJKLMフラグメントに対する抗体の作製に成功した。51-hydroxyCTX3Cの特異的イムノアッセイに利用できることを証明した。
異種マルチロボット系におけるオペレータ生成とプラニングの統合

平成13年度は,以下の研究の内容で,システム全体の実装と実験を行った。・小型移動ロボツトへの実装:機械学習で研究されている帰納学習アルゴリズムを用いたオペレータの生成アルゴリズムを開発し,それを小型移動ロボットKhepera上に実装した.ロボットが,試行錯誤を繰り返して訓練例を得ることにより,自分の行為の条件と効果の状態を記述する述語の集合の探索を行う.センサからの連続値のデータを離散的な述語に変換するプログラムを実装し,それにより,ロボットは,現在得られたセンサデータから,自分の状態を述語の集合で記述することができた.・異種マルチロボット系での実験:Kheperaに,様々なタブレットを装着することでその機能を変更できる.本研究では,カラーCCDカメラを搭載したVision Kheperaと,グリッパーハンドを搭載したGripper Kheperaを実装し,それら2つの異種の機能をもつロボットにより,異種マルチロボット系を構成し,そこで評価実験を行った.その結果,人間によるオペレータのセグメンテーションの支援を受けながらではあるが,オペレータの生成とそのオペレータを用いたプランニング,そして得られたプランの実行までのすべての動作を統合し,実行できることが確認された.本年度は,主にオペレータ生成のアルゴリズム開発を行った。・状態と行為の定義:本研究では,条件リスト,削除リスト,効果リストから構成されるSTRIPS流のオペレータ表現を用いた.各リストは,環境の状態を表す述語の集合である.よって,まず状態の述語を定義した.ただし,これらの述語は,ロボットが自分でその真偽を判定できること,オペレータが実際にロボットにより実行可能であることなどの条件を満たすように設定された.述語の判定,その実行共に,Nearest Neighbor法を用いて実現した.・オペレータの自動生成:簡潔かつ高速にオペレータの生成を実現するため,行為実行前後の状態の差異に注目した手法を採った.状態S_iに対し,行為Aを実行した後の状態をS_jとすると,S_iそのものを条件リストとし,S_i^^-∩S_jを追加リストとするオペレータを生成する.また,2年度以降は,ロボットが,試行錯誤を繰り返して訓練例を得ることにより,自分の行為の条件と効果の状態を記述する述語の集合の探索を行い,さらに,新しい述語を作り出せる枠組みである構成的帰納学習を改良して,効率のよいアルゴリズムを開発する予定である.平成12年度は,以下の研究の内容で,オペレータ生成のアルゴリズム開発と合わせてプラニングの研究を行った.・オペレータの自動生成:基本的には,機械学習で研究されている帰納学習アルゴリズムを用いたオペレータの生成アルゴリズムの開発を行った.ロボットが,試行錯誤を繰り返して訓練例を得ることにより,自分の行為の条件と効果の状態を記述する述語の集合の探索を行う.さらに,新しい述語を作り出せる枠組みである構成的帰納学習を改良して,アルゴリズムの効率化を実現した.・完全で高速なプラニングの選定:本研究に用いるプラニングアルゴリズムとして,解がある場合に必ずその解を見つけるという意味で,「完全である」プラニングアルゴリズムで,かつできるだけ高速なものが望ましい.プラニングアルゴリズムの開発は,本研究の範囲を越えるので,この要件を満たす既存のプラナーを探した.その結果,完全でかつ高速であるGraphPlanが最適であるという結論を得たので,GraphPlanを本研究のプランナーとして採用した.平成13年度は,以下の研究の内容で,システム全体の実装と実験を行った。・小型移動ロボツトへの実装:機械学習で研究されている帰納学習アルゴリズムを用いたオペレータの生成アルゴリズムを開発し,それを小型移動ロボットKhepera上に実装した.ロボットが,試行錯誤を繰り返して訓練例を得ることにより,自分の行為の条件と効果の状態を記述する述語の集合の探索を行う.センサからの連続値のデータを離散的な述語に変換するプログラムを実装し,それにより,ロボットは,現在得られたセンサデータから,自分の状態を述語の集合で記述することができた.・異種マルチロボット系での実験:Kheperaに,様々なタブレットを装着することでその機能を変更できる.本研究では,カラーCCDカメラを搭載したVision Kheperaと,グリッパーハンドを搭載したGripper Kheperaを実装し,それら2つの異種の機能をもつロボットにより,異種マルチロボット系を構成し,そこで評価実験を行った.その結果,人間によるオペレータのセグメンテーションの支援を受けながらではあるが,オペレータの生成とそのオペレータを用いたプランニング,そして得られたプランの実行までのすべての動作を統合し,実行できることが確認された.