hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セマンティックネットワークアーキテクチャに関する研究

本研究では,PCのような,既存のインターネット端末にとらわれず,家電,時計,ウエアラブルコンピュータ,屋内外のセンサーなどのあらゆるオブジェクトがネットワーク接続され,どのような環境にいても,最適なサービスを享受できる情報インフラの構築を目指して研究開発を行った.具体的にはまず,あらゆるオブジェクトがネットワーク接続される環境においては,それぞれのオブジェクトの持つ機能を連携させて一つのサービスを構成することが重要となるという点に着目し,現在のインターネットで一般的に用いられているFQDN(Fully Qualified Domain Name)のようなアドレスに強く依存した名前ではなく,オブジェクトが持つ入出力インタフェースとその関係によって「機能」そのものを呼び出すことができる新たな名前空間を考え,それをスケーラブルに自律分散管理するネーミング/ディレクトリサービス機構を設計・実装した.次に,このネーミング/ディレクトリサービスを,物理的位置など,より高度なセマンティクスを持つ名前空間を容易に追加できるように,拡張するとともに,それら名前に基づいてオブジェクトにデータを配送できるセマンティックルーティング機構,およびオブジェクトの持つ機能を動的に結合してサービスを実現するサービス自己組織化機構を組み込んだ.最後に,前述のネーミング/ディレクトリサービスを活用したアプリケーションとして,状況に応じてネットワーク上の機能を動的に結合してビデオ会議などを動的に生成するシステムをテストベッド上に構築し,その有用性を確認した.本研究では,PCのような,既存のインターネット端末にとらわれず,家電,時計,ウエアラブルコンピュータ,屋内外のセンサーなどのあらゆるオブジェクトがネットワーク接続され,どのような環境にいても,最適なサービスを享受できる情報インフラの構築を目指して研究開発を行った.具体的にはまず,あらゆるオブジェクトがネットワーク接続される環境においては,それぞれのオブジェクトの持つ機能を連携させて一つのサービスを構成することが重要となるという点に着目し,現在のインターネットで一般的に用いられているFQDN(Fully Qualified Domain Name)のようなアドレスに強く依存した名前ではなく,オブジェクトが持つ入出力インタフェースとその関係によって「機能」そのものを呼び出すことができる新たな名前空間を考え,それをスケーラブルに自律分散管理するネーミング/ディレクトリサービス機構を設計・実装した.次に,このネーミング/ディレクトリサービスを,物理的位置など,より高度なセマンティクスを持つ名前空間を容易に追加できるように,拡張するとともに,それら名前に基づいてオブジェクトにデータを配送できるセマンティックルーティング機構,およびオブジェクトの持つ機能を動的に結合してサービスを実現するサービス自己組織化機構を組み込んだ.最後に,前述のネーミング/ディレクトリサービスを活用したアプリケーションとして,状況に応じてネットワーク上の機能を動的に結合してビデオ会議などを動的に生成するシステムをテストベッド上に構築し,その有用性を確認した.本研究は現在のネットワークアーキテクチャを再度根本から捕らえなおし,新たなるフレームワークの構築を進めることを目的として行われている.近年,ネットワーク技術,デバイス技術等の進展により,将来のネットワークではソフトウェア,ハードウェアを問わず,通信機能と組み合わされたデータ処理機能がネットワーク上に遍在する環境(機能遍在環境)を想定できる.一方で,無線ネットワーク等の普及により,ネットワークアプリケーションサービスには,時間や場所にとらわれずにサービスを実現できる分散透過性と,状況に応じて適切なサービスを提供できるコンテキスト適応性の両方を備える環境適応型サービスへの要求が高まりつつある.本年度の研究では,ネーミングシステムをベースに任意の環境適応型サービスを機能から動的に合成するネットワークアプリケーションサービスプラットフォームを考案し,その初期的実装評価を行った.具体的には,ネットワーク化された機能のネーミングアーキテクチャを設計し,機能を接続するという観点からスケーラブルかつロバストなネーム管理・解決手法を考案した.また,アーキテクチャをJava上に実装し,ネーム解決とサービス合成の初期的なパフォーマンス測定を行った.さらに,音声処理機能,ビデオ処理機能,ユーザインタフェース機能など,基本的な機能群を実装し,それらを利用した初期的なアプリケーションサービスとして,モバイルプレゼンテーションサービスや"Connect to"サービスなどを実装した.本年度は,ディレクトリサービス,ルーティング機構,サービス組織化機構の検討を推し進め,機能拡張を行うとともに,テストベッドやアプリケーションプロトタイプの構築をも進めた.1.ディレクトリサービス機構の開発と実装ピアツーピア技術の利点を取り入れ,ディレクトリをユーザが自由に起動終了できるようなアーキテクチャに設計を変更し,ディレクトリの並列化などによる負荷分散機能や耐障害性機能の実装を行った.2.セマンティックルーティング機構の開発と実装センサから得られた位置情報に基づき,位置情報に基づく"Geo"ルーティング機構を開発した.具体的には,「407号室の東南角の温度」などといった記述に基づいてセンサまでクエリーをルーティングする機構を開発し,プロトタイプ実装を行った.3.サービス組織化機構の開発機能を動的に呼び出す際に,機能間の接続性を考慮した発見ができるよう,ディレクトリサービスに「インタフェース自動補間機能」を追加した.さらに,特定の機能が見つからなかった場合に,その機能を等価化して合成できる「機能自動合成機能」も追加した.4.テストベッドとアプリケーションプロトタイプの構築セマンティックネットワークアーキテクチャコンセプトを実証するためのテストベッドの構築を進めた.また,本テストベッド上で動作するアプリケーションとして,ユーザの最寄りの機能を動的にバインドして遠隔会議システムを動的に合成するとともに,ユーザの移動に対して会議システムを透過的に維持できるサービスの実装を行った.本年度は,これまで行ってきたネーミング/ディレクトリサービス機構,セマンティックルーティング機構,自律分散型資源/サービス組織化機構の改良と最終的な評価を行い,テストベッド上への各種アプリケーションの実装を行った.1.ネーミング/ディレクトリサービス機構ネーミング/ディレクトリサービス機構については,Peer-to-peerの技術を取り入れ,完全自律分散で名前の管理や解決を高速かつロバストに行えるようにするとともに,複数の名前空間を取り扱えるように,Plug-in技術を適用して,システムのコンポーネント化を進めた.また,名前の管理・解決アルゴリズムについてシミュレーションによりスケーラビリティの評価を行った.

この結果,開発したネーミング/ディレクトリサービス機構は,膨大なオブジェクトが存在する状況において好ましい性質を持つことを明らかにした.2.セマンティツクルーテッング機構セマンティックルーティング機構については,前記のネーミング/ディレクトリサービスの機能を利用して,地理的位置や機能などをあて先としてパケットを配送できる仕組みを「名前スタック」として実現し,これを実装・評価した.実装したルーティング機構は,抽象的なあて先でパケットを配送する複雑な機能を有するにもかかわらず,ビデオや音声などのストリームも転送できる高い性能を有することを確認した.3.サービス組織化機構サービス組織化機構については,サービスを構成する任意の機能を相互に接続できる「機能自動補間機構」および,あるひとつの機能を複数の機能で等価化する「機能自動合成機構」を実現するために,入出力のデータフォーマット情報と,入出力間の関係によって機能を記述する方式を考え,これを前記の名前スタック機能を利用して,ルーティング機構に統合化した.4.プロトタイプアプリケーションの実装最後に,これら機構を使った典型的なアプリケーションとして,携帯電話を制御用端末として,位置情報システムやセンサネットワークと連携しながら任意のデバイスで動画や音声情報をやり取りできる遠隔会議システムを実装した.このアプリケーションは前記の機構を利用して動作するために,ユーザの移動や障害に対して透過的な振る舞いができるようになっている.
ヒドロキシケイ酸アルミニウム粘土複合体の荷電特性と有機配位子に対する反応性

ヒドロキシケイ酸アルミニウム(HAS)イオンはヒドロキシアルミニウム(HA)イオンとオルトケイ酸より容易に形成され、土壌粘土のモンモリロナイト(Mt)、バーミキュライト(Vt)と複合体を形成する。これら複合体について、荷電特性、表面特性、酸的特性、配位子に対する反応性について研究した。得られた結果は次のように要約される。1.HA,HASイオンは膨張格子型粘土の層間に強く吸着、固定される。2.pH48の領域でこれら複合体の陽イオン交換容量、陰イオン交換容量と平衡pHの関係について研究した。複合体の形成により陽イオン交換容量は酸性側で著しく減少した。HA-MtおよびHAS-Mt複合体では、酸性側で陰イオン交換容量が認められた。これらの結果は、複合体形成によって、粘土の荷電特性が著しく変化することを示唆している。3.複合体形成は、粘土の比表面積を変化させた。すなわち、総表面積および内表面積の減少、外表面積の増加をもたらした。4.複合体形成は、粘土の酸的特性を変化させた。すなわち、強酸的特性を低下させ、弱酸性的に変化させた。5.複合体形成により、リン酸や腐枯酸、フルボ酸に対する反応性が著しく増加することが明らかになった。しかし、カリウム固定能は著しく低下した。以上の結果は黒ボク土壌における腐植の集積、リン酸固定、荷電特性、酸的特性、種々配位子に対する吸着特性を解明する上で重要な知見を提供している。ヒドロキシケイ酸アルミニウム(HAS)イオンはヒドロキシアルミニウム(HA)イオンとオルトケイ酸より容易に形成される。本年度は、代表的な土壌粘土であるモンモリロナイト(Mt)とバ-ミキュライト(Vt)を用い、これら粘土鉱物とHA、HASイオンとの複合体形成が、粘土の荷電特性及び表面特性にどのような影響を及ぼすかについて研究した。得られた結果は次のように予約される。1.HA、HASイオンがこれら膨張格子型粘土の層間及びその表面に吸着固定されることが、X線回折より明らかになった。2.これら複合体を塩化カルシウムで飽和後、pH48の範囲でCECとAECを定量した。CEC及びAECと平衡pHの関係によれば、HA、HASイオンとの複合体形成は、酸性側でCECを著しく減少させる。しかし、中性付近では、Mtの系では、HAとHASイオンの重合がすすみ、粘土の層間から離脱するためCECの回復がみられた。一方、Vtの系では、CECの回復は5060%程度であり、VtによるHA、HASイオンの吸着が強いことが明らかになった。HASーMt複合体はpH6以下でAECが発現したが、ケイ素四面体層に陰荷電が多いVtでは、複合体を形成しても陽荷電は発現しなかった。3.HAー、HASー膨張格子型粘土複合体の形成は、比表面積に変化をもたらした。すなわち、複合体形成により、総表面積及び内表面積の減少と外表面積の増加を引き起こした。このようにHA、HASイオンは膨張格子型粘土と複合体を形成することにより、粘土の荷電及び表面特性を大きく変化させることが明らかになった。このような荷電及び表面特性の変化は、土壌中におけるリン酸の固定や腐植の集積にHA、HASイオンが活性アルミニウムとして重要な役割を演じていることを示唆している。ヒドロキシケイ酸アルミニウム(HAS)イオンとバーミキュライト、スメクタイトを反応させてHAS-粘土複合体を形成した。HAS-粘土複合体の形成条件として、NaOH/Al分子比を1.0、2.0、2.5に、またSi/Al原子比を0.5と1.0に調整した。これらの試料を用いて、リン酸およびカリウムイオンに対する反応性について研究した。得られた結果は次の通りである。

スメクタイト、バーミキュライトによるリン酸吸着量は小さいが、HAS-粘土複合体、ヒドロキシアルミニウム(HA)イオン-粘土複合体を形成することにより、リン酸吸着量が著しく増加した。リン酸の濃度が50mM以下では、吸着等温線は2項ラングミュア式に当てはまり、親和性の異なる2つの吸着サイトが存在した。またカリウムイオンはバーミキュライトに著しく強く固定されるが、HASイオン、HAイオンとの複合体形成によって、カリウムの固定量が減少した。しかし、スメクタイトでは固定は起らなかった。以上の結果より、膨張格子型粘土のスメクタイト、バーミキュライトはHAS、HAイオンと複合体を形成することにより、その表面荷電特性を著しく変化させ、酸的特性、リン酸およびカリウムの固定能、養分保持能、スメクタイトの膨潤性などに影響することが明らかになった。
戦犯釈放の国際関係

本研究は、サンフランシスコ講和条約発効後から1958年の日本人戦犯完全釈放までを対象時期としたうえで、日本人戦犯釈放をめぐる国際関係と政治過程を実証的に分析するものであるその目的は、講和条約発効後の戦犯釈放に関する旧連合国側の政策決定過程を仔細に検討し、いまだ不分明な1950年代における日本人戦犯釈放の政治過程に関する諸事実を発掘、解明することにある。裁判後の戦犯処理は、従来の戦犯裁判研究において看過されてきた問題であり、本研究は、日本人戦犯釈放問題に内外で初めて本格的かつ総合的な分析を加えるものと位置づけられる本研究課題については、厳密な意味での先行研究は存在せず、1950年代の戦犯釈放問題という研究上の空白を埋める役割が認められる。研究期間を通じて多数の一次資料・情報の入手、系統的な分析作業を行ない、講和条約発効後の戦犯釈放に関する旧連合国諸政府の対応がかなりの程度、解明されたそれ以前の時期、すなわち占領期の戦犯釈放に関しては、本研究計画の開始前に連合国側の政策決定過程を中心に検討ずみであり、それを本研究の成果と接合することで、占領期から講和条約発効後を通じた連合国側の戦犯釈放政策が明らかとなった本研究は、サンフランシスコ講和条約発効後から1958年の日本人戦犯完全釈放までを対象時期としたうえで、日本人戦犯釈放をめぐる国際関係と政治過程を実証的に分析するものであるその目的は、講和条約発効後の戦犯釈放に関する旧連合国側の政策決定過程を仔細に検討し、いまだ不分明な1950年代における日本人戦犯釈放の政治過程に関する諸事実を発掘、解明することにある。研究期間を通じて多数の一次資料・情報の入手、系統的な分析作業を行ない、講和条約発効後の戦犯釈放に関する旧連合国諸政府の対応がかなりの程度、解明されたそれ以前の時期、すなわち占領期の戦犯釈放に関しては、本研究計画の開始前に連合国側の政策決定過程を中心に検討ずみであり、それを本研究の成果と接合することで、占領期から講和条約発効後を通じた連合国側の戦犯釈放政策が明らかとなった本年度は、研究計画の初年度に当たるため、本年度の研究計画実施の大部分は一次資料の調査調査活動にあてられた。本研究計画の実証的な性格上、一次資料の存在如何が死活的意味を持つので、この作業は本研究期間を通じて行われるが、本年度は特に講和後の戦犯釈放に関する基本的情報を中心に入手した。具体的には、第1に、靖国偕行文庫(東京都千代田区)所蔵の膨大な資料群である『井上忠雄文書』の調査を集中的に実施することで、戦犯釈放関係の貴重な情報を入手した。特に法務大臣官房司法法制調査部『戦犯釈放史要』が実に重要な基本資料であり、その一部を確認できたことが大きい。この靖国偕行文庫の資料は実に多量であるので、次年度以降、研究期間の最終年度まで継続的に調査していく予定である。第2に、今年度は折しも外務省外交史料館所蔵の外交記録の第19回公開がなされ、戦犯釈放と重要な関係を持つ賠償問題に関する貴重な資料も入手できた。賠償問題が重要なのは、オランダが被抑留自国民に関する補償問題を日本人戦犯の釈放問題とリンクさせたことが一次資料で解明できるからである。第3に、北九州市立大学外国語学部の中野博文研究室所蔵のウィンストン・チャーチル文書を閲覧する機会を得て、戦後イギリスの政治外交に関する資料も入手、あわせて貴重な意見交換も行うことができた。上記の3点以外にも、戦犯釈放という個別テーマを広く1950年代の日本政治外交および国際関係の文脈に位置づけるための資料、参考文献をも入手、検討したことはいうまでもない。今年度は、以上のような資料調査活動を主として実施し、貴重な情報を多く入手するという成果が得られた。しかしながら、それは、本研究計画の資料調査目標からすれば、まだまだ緒に就いたという程度の状況であり、したがって次年度以降も、さらなる資料収集を継続し、逐次、検討を加える作業を行う予定である。本年度は、昨年度に引き続き、一次資料の調査研究活動を中心として研究計画を実施した。本研究計画の実証的な性格上、一次資料の存在如何が死活的意味を持つので、この作業は本研究期間を通じて行われるわけである。具体的な調査対象としては、靖国偕行文庫(東京都千代田区)所蔵の膨大な資料群である『井上忠雄文書』の調査を継続した。限られた調査期間内ながら、法務大臣官房司法法制調査部『戦犯釈放史要』を昨年度に引き続いて調査し、旧連合国側の赦免・仮釈放方針に対する日本側の対応、ロビイングの態様について貴重な情報を多々入手することができた。また国立国会図書館でも1950年代の主要新聞各紙を調査した。今年度のこの点での調査を通じて改めて気づいたのは、当時のマスメディアがかなり戦犯釈放という今日忘れ去られている問題について継続的に報じ、しかも重要な情報を提供しているということである。1950年代半ば、仮出所した荒木貞夫、橋本欣五郎らがメディアを通じて所感を発信したこと、国務省筋がそれに対して日本の新聞に見解を述べているなど、注目すべき情報を入手することができた。

さらに熊本大学法学部大澤博明研究室所蔵の外交文書を閲覧し、また日本政治外交史研究について種々意見交換を行うことで、ともすれば戦犯問題という個別テーマに埋没しがちな本研究計画に、より広い視野を導入した。以上のように、今年度は資料調査活動を中心に計画を実施し、情報の収集と分析を着実に進展させた。次年度はこの調査活動を継続するとともに、本格的な分析に着手したいと考えている。本年度は、戦犯釈放の日本側一次資料の調査収集を継続するとともに、外国一次資料も合わせて、本格的な資料の検討作業に従事した。まず今年度の「研究実施計画」の第一点、資料調査活動については、靖国偕行文庫(東京都千代田区)所蔵の『井上忠雄文書』、とくに『戦犯釈放史要』の継続的調査を計画どおりに実施し、有用な情報を多く入手した。次に「実施計画」の第二点、資料の本格的解読・分析の開始についても計画どおりに開始した。その結果、日本側資料を通じて、主権回復後の日本外交が講和条約第11条の「勧告」権限規定を突破口にして戦犯釈放実現のための政策を執行していったことが具体的な交渉過程とともに確認できた。他方、旧連合国側諸政府がいかにして対応したのか、が検討のもう一つの柱となった。この点、とくに国務省の資料を中心に検討を加え、1958年の戦犯釈放完了までにアメリカの政策におよそ3度の「変化」があり、その様相がいかなるものであったかをかなり解明できた。さらに「実施計画」に予告したとおり、ソ連・北京政府の「戦犯」問題についても基本情報を入手し、概要の把握に努めたが、この点はまだ十分とはいえない。ともあれ研究代表者は本年度内において、「研究実施計画」を着実に実施し、講和後の戦犯釈放に関する国際関係と政治過程をかなりの程度、詳細に把握することに成功した。そして、その成果を2008年1月に上梓した単著『東京裁判』(講談社現代新書)の第7章・第8章において平易なかたちで発表することができた。本研究計画の実証的な性格上、一次資料の存在如何が死活的意味を持つため、量終年度も資料調査を継続しつつ、本研究の完成をはかる予定である。本研究は、対日講和条約発効後から1958年の日本人戦犯完全釈放までを対象時期としたうえで、日本人戦犯の釈放をめぐる国際関係を実証的に分析するものである。その目的は、すでに検討を終えた占領期の戦犯釈放に関する知見を基礎として、講和後の釈放に関する日本と旧連合国の政策を仔細に検討し、いまだ不分明な1950年代における日本人戦犯釈放の政治過程に関する諸事実を発掘、解明することにある。最終年度の平成20年度は、第1に、靖国偕行文庫(東京都)所蔵の『井上忠雄文書』を中心に、一次資料の継続的調査を計画どおりに実施した。第2に、それと並行して、資料・情報の系統的な分析作業を行ない、サンフランシスコ講和条約発効後の戦犯釈放に関する旧連合国諸政府の対応をかなりの程度、解明することができた。本研究計画の実施によって、裁判後の戦犯処理という従来看過されてきた問題の解明が大きく前進したと考える。国家間の相互作用はもとより、主権回復直後の日本人が戦犯釈放に好意的であったという知見が得られたことも重要な成果であった。ただし、20年度当初に構想していた巣鴨プリズンの戦犯受刑者の動向については手をつけることができなかった。本研究の成果の一部は、日暮吉延『東京裁判』(講談社現代新書、2008年)の第7章「戦犯釈放はいかにして始まったのか」(315356頁)、第8章「なぜA級戦犯は釈放されたのか」(357390頁)において公表された。
食品香気成分の栄養制御機能に関する基礎研究

人間における食物の認知・摂食プロセスはすべての栄養問題、とりわけ栄養制御機構の基礎となるものであり、且つ食品学と栄養学との重要な接点であるが、その詳細については未だに不明の点が多い。例えば、食品フレ-バ-成分は上記の認知・摂食プロセスに直接的に関与し、栄養制御に重要な役割を果しているが、その詳細については十分には解明されていない。本研究の目的は、食品香気成分の栄養制御機能につき、食品・栄養学的立場から追求し、食物の認知・摂食プロセス解明のための基礎デ-タを得ることにある。本年度は特に、その“刷り込み"機能特性を中心に基礎的検討を行うため、まず可及的に無臭に近く、且つ、実験動物にとって十分な栄養素を含む基本飼料の調製を行い、更に、この基本飼料に緑葉等から得られた香気濃縮物を用いて賦香することにより各種試験飼料を調製した。なお、賦香に際しては香気成分のみが基本飼料に賦与されるような特殊給餌器を考案し、飼育実験、摂食試験等に使用した。実験動物としては主として離乳期直後のモルモットを用い、一定期間、基本飼料と各種試験飼料を投与して飼育し、それぞれの飼料に対する学習を行った。学習期間終了後、各動物につき基本飼料と各種試験飼料とを同時に与え、二者選択法に基づき一定時間自由に摂食させて嗜好性をテストする摂食試験を行った。その結果、モルモットは明らかに緑葉香気を好むことが確認され、また、その嗜好性の形成には本能的な要因以外に学習に起因する要因がかなり関与していることが明らかになった。しかし、“本能"と“学習"の嗜好性形成における寄与率の算定は統計的な有意を得るには至らなかった。緑葉香気濃縮物中に含まれている各種揮発性成分の嗜好性形成能、即ち“刷り込み"機能特性について検討した結果、中性画分が最も有効であることがわかった。中性画分中のC_6-アルデヒド、アルコ-ル等の有効性につき検討中である。
幼児期の他者理解における認知的発達と臨床的課題

本研究では、幼児の他者理解における認知的発達と臨床的課題に関し、心の理論、感情理解・社会性、数量感覚の発達、および視線を検討した。比較として、大人の心の理論の発達の検討をした。その結果、幼児の誤信念理解では他者が無生物のとき、生物のときと同様の発達差を示唆しなかった。大人の誤信念理解では、他者の性質の変化と性別との関連が示唆された。加えて、視線の利用の検討では個人差の影響も示唆された。さらに、発達障害のある幼児に対しての事例検討から、自己意識の発達、自己制御の発達が、多面的な心の理論形成の基礎となることが考察された。本研究では、原初的コミュニケーションにおける「円滑さ・自然さ」を分析・考察を試みるが、ここでは、2種の「心の理論」課題を用いて、発達による差異、及び他者性の相違による差異について検討した結果を報告する。1.調査1-1:〔調査協力者〕幼児19人(年齢低群6人、年齢中群6人、年齢高群7人)。課題と手続き〕「心の理論」課題としては2つの課題、誤信念課題(cf.,Wimmer,&,Pernar,1983)と意図理解課題(cf.,Happe,1994)のそれぞれのアニメーション版を作成した(人間版、ロボット版の2種類)。※アニメーション版は、Premiere Pro CS6、Anime Creator Pro8によって作成・実施した。併せて、言語応答課題を行った。2.調査1-2:〔調査協力者〕大学生54人(平均:20.1歳)(男子22、女子32人)。〔課題と手続き〕課題=「心の理論」2課題(調査1.2共通)それぞれの人間版、ロボット版の2種類。課題のストーリーを場面ごとに記述した資料と解答用紙を配布。調査者が読み上げ、回答を順に記述することを求めた。3.まとめ:幼児と大学生における各課題の全質問4項目の得点の偏りを調べたχ2検定の結果を照らし合わせると、他者が人かロボットかは度数の偏りに影響した、また、幼児と大学生の有意確率は概ね同傾向であった、ただ意図理解課題では他者が人のとき、大学生のみ有意傾向が認められた。そして、幼児では、2種の心の理論課題の通過時期、及びその傾向は、必ずしも同一とは考えられないが、発達差が示唆された。大学生では、人がロボットとの間で両方の「心の理論」課題通過得点で有意な差が示された。情報提供の質量により、「心の理論」課題の構造は、大人でも他者理解に影響することが考察される。今後は、幼児の後半に形成されるものは何なのか、それは大学生(大人)と共有されるものなのか、また理解のパターンなど検討を進めたい。【研究概要】本研究の主要課題である「心の理論」発達の測定指標として位置づけられる「心の理論」課題を用いた実験、及び調査を継続して実施した。特に、実験、及び調査のデータ取得については、前年度在籍大学、及び姉妹校の協力を得て、追加データを取得し得た。その結果については、3つの学会における口答発表、また、紀要論文1件にて発表している。平成25年度以前は、他者1条件で子ども(幼児)の個別実験的調査、青年(大学生)男女の集団一斉方式にえよるデータを取得することができた。なお、付加的に予定していた老年期の成人、及び障害者のデータ未取得については、所属機関周辺等において調査依頼等の活動を行ったものの受け入れ時期等の事由により、受け入れ先確定には至らなかったことによる。今後は依頼先の地域を拡大して協力先を求める予定をしている。また、幼児期、青年期を対象とした実験・調査に関しては、平成26年度は前任校の協力を得ることができたが、平成27年度は現任校その他の協力先の拡大が課題に挙げられる。なお、本研究では、「Mindreading System(Boron-cohen,1995)」に描かれている視線検出の探索ための眼球測定機器を用いた実験研究を中心的課題としている。しかし、それは、平成26年度までに実施はされず、平成27年度に実施を予定するものである。その理由の一つとしては、当初より予定している視線測定装置は、当該領域の研究で多く使われている社製のもので唯一の製品とうたわれている所もあるが、実際にはその他社製品も複数あり今回購入予定(可能)の機器で、予定したすべての刺激内容(静止画、動画等)の測定に関しての性能上の課題とその検討の必要が出たためである。幼児期の生活の質を高めるために、他者理解の発達とその臨床的課題への理解を図ることは重要である。そこでは、従来の「心の理論」課題の通過/不通過に限られない多面的アプローチが期待されている。自閉症スペクトラム圏の幼児では、「心の理論」形成において、認知的発達への具体的生活経験の影響も示唆される。そのため知的推理・判断、社会的スキル獲得による問題解決とともに、多様な状況における経験とそこでの行動選択も期待される。本研究では、幼児期の他者理解に関する認知的発達における心的状態を多面的に知るために、「心の理論」の課題、数量的感覚の課題、図形伝達の課題、言語応答力の課題、社会性の課題1(感情理解)、社会性の課題2(社会的スキル等)、および視線を、幼児および大人を対象として検討した。その結果、誤信念課題と意図理解課題における他者の影響の相違・課題理解における教示の影響の相違、そして、数量的感覚の発達では、図形伝達の課題の結果との関連が検討された。

また、2つの社会性の課題では、その項目の一部と言語応答能力発達との間に関連が見られた。視線の影響は幼児期に変化するが、注視時の瞳孔の短径/長径の平均値、標準偏差からの絵本の読み聞かせ課題における検討では個人差が示唆された。なお、比較対照として大人に「心の理論」課題のほか、心的状態等を推論する課題を行った。そこでは、アニメーション図形の単純さ/複雑さによる意図的理解の反応の相違、また、感情への着目の度合いが心の言語的理解に示す影響の傾向、他者性の変化による課題理解の発達差、性差等が挙げられた。以上の結果より、幼児期の他者理解における認知的発達に関わる発達臨床的課題を検討した。本研究では、幼児の他者理解における認知的発達と臨床的課題に関し、心の理論、感情理解・社会性、数量感覚の発達、および視線を検討した。比較として、大人の心の理論の発達の検討をした。その結果、幼児の誤信念理解では他者が無生物のとき、生物のときと同様の発達差を示唆しなかった。大人の誤信念理解では、他者の性質の変化と性別との関連が示唆された。加えて、視線の利用の検討では個人差の影響も示唆された。さらに、発達障害のある幼児に対しての事例検討から、自己意識の発達、自己制御の発達が、多面的な心の理論形成の基礎となることが考察された。従前より、本年度転出先・配属先キャンパス内では実験・調査研究の実施例が希少のため、研究体制の整備に協力を求め、多くの労を費やしてきている。そのような中でだが、前任校にてのデータ取得が可能となって、論文報告に至ることができた。そして、視線測定機器の購入に関しては、購入時の当該機器の性能が進展しているかどうか、あるいは、進展されるためには、どのような追加技術、追加購入部品が必要で、それは現在予算内で可能かどうかなど検討に時間を要した。具体的には、測定精度、提示時の音声出力・記憶力、課題提示のための画面挿入可能枚数、課題回当時のPC上における複数のアプリケーションとの連動性などについて、既存の機器においては、それぞれに制約があることから、研究計画の実施手続き、及び実験・調査協力者上との関係における課題が挙った。そのため、機器購入に当たって複数の角度から研究計画及び方法上の課題の検討を繰り返し行ったことによる。教育心理学現任校における科学研究推進の環境整備関連の変化は、調査依頼先の協力、研究機器購買元の研究協力、他研究機関との共同的研究活動など他所機関との関係性の進展の努力における時間の推移と共に随所自在になされるため、その方面での推進方策に鋭意努力している。また、視線測定機器の購入に関しては、その周辺機器の追加購入を検討するとしても、それに該当するような追加予算の配当は見当たらない。将来的なメンテナンスも含む視野と、調査依頼機関実施における利便性は必ずしも同時に存在しないが、これまで収集した機器性能と操作のための情報を分析することにより的確な回答を得て、進展されることとする。当初、予備的調査の依頼を予定した機関の諸事情等、また、本研究者在籍機関の学科諸事情等が重なり、調査のための日程調整に予定よりも多くの時間を要した。更に加えて、年度終盤には、本研究者の転出が定まり、新しい環境において実験器具等を準備を進めながら、調査のつぎの段階へ進むことが、より好ましいと考えられる状況にあった。
虚血性心疾患に対するmolecular myoplastyに関する基礎的研究

Molecuiarmyoplasyと血管新生療法のの併用を行うことによって、筋細胞のviabilityをどこまで改善可能であるかについて研究を行った。当該研究期間中、主として血管新生療法の有効性にに関する研究成果が得られた。従来の血管造影装置では、直径200μm以下の微小血管を描出することは困難である。我々は単色放射光を線源とした微小血管造影装置(空間分解能30μm)を用い、Vascular Endothelial Growth Factor(VEGF)による血管新生療法の微小血管レベルにおける有効性について検討を行った。ラットの片側大腿動脈を摘出し、虚血肢モデルを作成した(n=35)。虚血導入直後にVEGFプラスミド(400μg)を大腿筋内へ導入し、1カ月後における側副血行の発達と血管反応性について微小血管造影を用いて検討した。対照群にはβ-galactosidase遺伝子を導入した。(1)微小血管造影によって、側副路を形成する直径100μm以下の微小血管網が明瞭に描出された。これらの微小側副血管は、正常血管に類似する直線型の血管と、側肢を有さないcorkscrew型の血管とに分けられた。(2)直径100μm以下の微小側副血管はVEGF治療群において有意に増加していた。(3)パパベリンやアセチルコリンは、VEGF治療群において著明な血管拡張反応を誘発したが、対象群では拡張反応の低下が認められた。特に、対象群の中でもcorkscrew型を呈する側副血管では、直線型の側副血管に比べて拡張反応の低下が顕著であった。VEGFを用いた血管新生療法が、微小血管レベルにおける血管新生を有意に促進させることが明らかとなった。本療法による組織血流改善の機序として、側副路を形成する微小血管数の増加と血管反応性の改善とが示唆された。近年における経皮的冠動脈形成術(PTCA)を初めとした冠血行再建術の技術的進歩は、虚血性心疾患患者の予後に大きな改善をもたらした。しかしながら、虚血によっていったん壊死に陥った心筋細胞を再生する手立てはなく、心筋梗塞後における心不全は虚血性心疾患の治療における大きな課題の一つとなっている。本研究の目的は、心筋壊死によって機能低下を来たした心臓において、“心筋細胞の新生・再生を促すことにより心機能の回復をはかる"という新しいコンセプトに基づいた治療法“molecular cardiomyoplasty"の臨床応用を目指した基礎的研究を行うことである。平成9年度においては、ラットの心筋梗塞モデルに対する遺伝子導入を行い、その有効性に関する検討を行った。(実験1)ラット心筋梗塞モデルの作成と心機能評価冠動脈(左前下行枝)を結紮したラットの心筋梗塞モデルを作成し、慢性期における心機能を超音波断層心エコー図およびDoppler心エコー図を用いて検討を行った。また、colored microsphereを用いて梗塞部心筋の血流量を測定した。(実験2)通伝子治療群の心機能評価実験1により、ラット心筋梗塞モデルの有用性を確立した後、実験2へと移行した。MyoDは骨格筋細胞の分化を誘導する通伝子の一つである。このMyoD発現遺伝子をラットの心筋梗塞モデルの梗塞領域へと導入することによって、梗塞部に存在する線維芽細胞の筋細胞への分化誘導を試みた。(実験1)と同様に、ラットの心筋梗塞モデルを作成し、これに対しコントロール遺伝子またはMyoD遺伝子の導入を行った。慢性期における各治療群の心機能については現在比較検討中である。

Molecular myoplastyと血管新生療法のの併用を行うことによって、筋細胞のviabilityをどこまで改善可能であるかについて研究を行った。当該研究期間中、主として血管新生療法の有効性に関する研究成果が得られた。従来の血管造影装置では、直径200μm以下の微小血管を描出することは困難である。我々は単色放射光を線源とした微小血管造影装置(空間分解能30μm)を用い、Vascular Endothelial Growth Factor(VEGF)による血管新生療法の微小血管レベルにおける有効性について検討を行った。ラットの片側大腿動脈を摘出し、虚血肢モデルを作成した(n=35)。虚血導入直後にVEGFプラスミド(400μg)を大腿筋内へ導入し、1カ月後における側副血行の発達と血管反応性について微小血管造影を用いて検討した。対照群にはβ-galactosidase遺伝子を導入した入した。(1)微小血管造影によって、側副路を形成する直径100μm以下の微小血管網が明瞭に描出された。これらの微小側副血管は、正常血管に類似する直線型の血管と、側枝を有さないcorkscrew型の血管とにわけられた。(2)直径100μm以下の微小側副血管はVEGF治療群において有意に増加していた。(3)パパベリンやアセチルコリンは、VEGF治療群において著明な血管拡張反応を誘発したが、対照群では拡張反応の低下が認められた。特に、対照群の中でもcorkscrew型を呈する側副血管では、直線型の側副血管に比べて拡張反応の低下が顕著であった。VEGFを用いた血管新生療法が、微小血管レベルにおける血管新生を有意に促進させることが明らかとなった。本療法による組織血流改善の機序として、側副路を形成する微小血管数の増加と血管反応性の改善とが示唆された。
安全文化を向上させる活動を阻害する要因の検討

研究代表者らはこれまで安全文化を評価・向上させるプログラムの開発を行ってきた。このプログラムは,質問紙と面接調査によって対象組織の安全文化上の脆弱点を抽出し,それを基に対策活動の計画を立て,定期的に進捗を確認する。最後に再度質問紙と面接調査を行い,活動の効果測定と残された課題の把握を行うという縦断的な構成となっている。本研究は,このプログラムの中で,安全文化向上のために立案された活動を阻害する要因にはどのようなものがあり,またそれら阻害要因と当該組織の安全文化がどのような関係になっているかをアクション・リサーチ型の研究によって明らかにすることを目的としている。本年度は,計画通り,事前質問紙調査と事前面接調査を実施した。事前質問紙調査では,対象組織の従業員全員に対して,申請者らが開発してきた安全文化評価ツールを使用した。その結果,組織全体並びに部署毎に,安全に関して職位間で一致して評価が低い側面や,評価が職位間で乖離しており潜在的なリスクだと思われる側面などの特徴を把握出来た。これらは定量的な結果であり,具体的な問題は把握出来ないため,続いて事前面接調査を実施した。事前質問紙調査を実施した対象組織の従業員を管理者・現場責任者・作業者の職位層に分け,職位層毎に集団での半構造化面接を行い,安全文化上の脆弱点等を具体的に把握した。これにより,次のステップである対策ディスカッションやモニタリング調査を実施することが出来る。本年度は,国内の組織1箇所と,組織間構造を持つ集団組織体1箇所に事前質問紙調査と事前面接調査を実施する計画であった。調査実績としては,組織間構造を持つ集団組織体においては事前質問紙調査と事前面接調査の双方を実施し,多くのデータを得ることが出来た。一方,組織間構造を持たない組織1箇所に関しては,事前質問紙調査は行うことが出来たものの,対象組織内の都合により現在のところ,事前面接調査は実施出来ていない。本調査は調査対象組織の長期に亘る継続的な協力が必要である。しかし,長期に亘るが故に,研究期間中に状況の変化等により協力が得られなくなる可能性も十分に考えられる。そのため,可能な範囲で出来るだけ多くの組織に対して並行して調査を実施しておくことが望ましい。計画では,事前質問紙調査と事前面接調査に協力が得られた組織に対して,引き続き対策ディスカッションとモニタリング調査を行う予定である。まず,対策ディスカッションは,これまでの事前調査で得られた安全文化上の具体的な脆弱点に対して,課題を絞り込んだ上で,具体的で実効可能な対策実施計画を立てる。絞り込みや計画立案は,対象組織の各職位層から選抜されたワーキンググループが主体となって行う。研究者らはワーキンググループに対し助言を行う。次のモニタリング調査では,実行されている対策の進捗確認を行う。計画からの遅れが認められた場合は,その原因(阻害要因)を面接調査や資料等の調査によって明らかにする。さらにその結果に基づき,ワーキンググループに阻害要因の解消策の検討・実施を促す。対策の計画や阻害要因の分析・解決が困難な場合は,モニタリング調査の実施間隔を長めに調整する。また,調査シリーズ中に協力が得られなくなる可能性もあるため,事前質問紙調査,事前面接調査に協力を得られる組織を引き続き探し,可能な範囲で調査を行う。

そのため,可能な範囲で出来るだけ多くの組織に対して並行して調査を実施しておくことが望ましい。計画では,事前質問紙調査と事前面接調査に協力が得られた組織に対して,引き続き対策ディスカッションとモニタリング調査を行う予定である。まず,対策ディスカッションは,これまでの事前調査で得られた安全文化上の具体的な脆弱点に対して,課題を絞り込んだ上で,具体的で実効可能な対策実施計画を立てる。絞り込みや計画立案は,対象組織の各職位層から選抜されたワーキンググループが主体となって行う。研究者らはワーキンググループに対し助言を行う。次のモニタリング調査では,実行されている対策の進捗確認を行う。計画からの遅れが認められた場合は,その原因(阻害要因)を面接調査や資料等の調査によって明らかにする。さらにその結果に基づき,ワーキンググループに阻害要因の解消策の検討・実施を促す。対策の計画や阻害要因の分析・解決が困難な場合は,モニタリング調査の実施間隔を長めに調整する。また,調査シリーズ中に協力が得られなくなる可能性もあるため,事前質問紙調査,事前面接調査に協力を得られる組織を引き続き探し,可能な範囲で調査を行う。概ね予定通り使用したが,計画よりも事前面接調査が若干減ったこともあり,若干次年度使用額が発生した。これについては,翌年度分助成金と合わせ,追加の事前質問紙調査・事前面接調査で使用することを考えている。
B型肝炎ウイルスX蛋白の転写修飾機能と細胞形質転換能促進

B型肝炎ウイルスX蛋白(HB_x)の生物の機能を解明するため、HB_xが活性化型H-Ras導入による不死化ヒト初代細胞のoncogene-induced senescence (OIS)に拮抗して細胞を形質転換する能力の解析(村上、中本)と、HB_xに拮抗する宿主因子RMPの生物的機能をfly系で解析(小泉)を進めると共に、レトロウイルス挿入ライブラリーによるマウスのがん化の標的部位の探索(鈴木)を行った。得られた主な結果は、1)不死化ヒト正常線維芽(BJ)細胞系でのHB_xのOIS克服能は、HB_xがp53経路とpRb経路を抑制する結果と示唆された。HB_x形質転換促進能には、aa74-94とaa111-131の2配列が必須であり、aal-49が付加的な役割を示した。ジーンチップ解析では、HB_xと活性型Rasが共発現した不死化BJ細胞で、不死化BJ細胞に比較し、アポトーシス関連因子やMAPキナーゼシグナル伝達経路など細胞周期と細胞増殖に関与する因子と、SPCなど癌遺伝子関連因子の発現亢進が認められた。2)hTERT導入不死化ヒト初代肝細胞株(TTNT-16)を用いた解析でも、HB_xは活性化型H-RasによるOISを克服能を示し、細胞の形質転換を促進した。3)ショウジョウバエでfRMPとRPB5との関係を解明するため、RPB5 RNAiトランスジェニック(15系統)を作成した。GAL4誘導下でfRMPとRPB5 RNAiが眼成虫原基全体で発現する系で、fRMPとRPB5トランスジェニックRNAiの両方で、通常より小さなサイズの複眼形成が観察され、BrdU標識実験で視神経産生幹細胞の減少が観察された。しかし視神経分化には顕著な異常が観察されなかった。両遺伝子のRNAiが類似の表現型を示す結果は、両者の機能的な相関を示唆した。分化後の視神経でGMR GAL4による両者のRNAi誘導は、共に複眼形成に顕著な異常を惹起しなかった。fRMPとRPB5の発現が、神経幹細胞増殖時に重要な役割を果たすが、神経分化時には必ずしも重要ではないことを示唆するこれらの結果は、RNA polymerases量の減少或いは未集合RPB5の持つ未知機能によるものと推定される。HBV X蛋白(HBx)は多機能制御蛋白である。集約型アラニン置換変異(HBx-cm)ライブラリー等を用いた解析から、転写のcoactivation能がHBVウイルス増殖促進に寄与することを報告した。HBxのヒト初代細胞への形質転換能の検討を行い、本年度以下の結果を得た。1)活性化RASとHBxの共発現による不死化ヒト初代細胞(BJ-hTERT)の形質転換が観察される。HBxのOncogene-induced senescence(OIS)克服能に必要な領域を限定するために、レトロウイルスベクター系の集約型アラニン置換変異(HBx-cm)発現ライブラリーを作成し、BJ-hTERTに導入した細胞株を樹立した。その結果、転写のcoctivationドメイン(aa51-154)の両端約20アミノ酸残基の配列は置換による影響を受けず、それ以外は形質転換に必須であり、coactivation能と異なる配列が重要であった。更に、coactivationに不要なN端の負の制御ドメイン内のcm変異の発現により、不死化の克服は観察されたが、anchorage-independentな増殖は観察されなかった。これらの結果は、HBxのOIS克服能には転写のcoactivation能とは異なる機能が必要であることを示唆した。2)負の制御ドメイン内のHBx-cmの発現はBJ-hTERT細胞株で極めて微弱であった。これは、HepG2を用いた一過性発現系でHBx-cmライブラリーでほぼ同様な発現が見られる結果と対比的であった。更に、BJ-hTERT細胞株で発現した負の制御ドメイン内の置換変異HBxは野生株と比べて、SDS-PAGEで電気的易動度が低いことを見いだした。3)HBxとRNAポリメラーゼサブユニットRPB5との結合に拮抗するRMPの生物学的機能をショウジョウバエ系で検討した。受精卵にRMP RNAiを注入すると、胚発生時に神経細胞数の減少と規則的な配列の強い乱れが観測され、RMPが細胞のmigrationに関与する分子であることが示唆された。RNAi/強制発現トランスジェニック系統の作成を行い、それぞれの系統の作成に成功した。fly-RBP5/GST融合蛋白を調整し、fly-RBP5分子の抗体作成を準備中である。

ジーンチップ解析では、HB_xと活性型Rasが共発現した不死化BJ細胞で、不死化BJ細胞に比較し、アポトーシス関連因子やMAPキナーゼシグナル伝達経路など細胞周期と細胞増殖に関与する因子と、SPCなど癌遺伝子関連因子の発現亢進が認められた。2)hTERT導入不死化ヒト初代肝細胞株(TTNT-16)を用いた解析でも、HB_xは活性化型H-RasによるOISを克服能を示し、細胞の形質転換を促進した。3)ショウジョウバエでfRMPとRPB5との関係を解明するため、RPB5 RNAiトランスジェニック(15系統)を作成した。GAL4誘導下でfRMPとRPB5 RNAiが眼成虫原基全体で発現する系で、fRMPとRPB5トランスジェニックRNAiの両方で、通常より小さなサイズの複眼形成が観察され、BrdU標識実験で視神経産生幹細胞の減少が観察された。しかし視神経分化には顕著な異常が観察されなかった。両遺伝子のRNAiが類似の表現型を示す結果は、両者の機能的な相関を示唆した。分化後の視神経でGMR GAL4による両者のRNAi誘導は、共に複眼形成に顕著な異常を惹起しなかった。fRMPとRPB5の発現が、神経幹細胞増殖時に重要な役割を果たすが、神経分化時には必ずしも重要ではないことを示唆するこれらの結果は、RNA polymerases量の減少或いは未集合RPB5の持つ未知機能によるものと推定される。
高感度フラックスゲート形磁力計による生体情報の磁気的計測に関する研究

本研究は、低雑音かつ極めて取扱いの安易なフラックスゲート形磁力計を用い、生体情報を磁気的に計測しようとするものである。特に可搬性や経済性に利点を有する本磁力計により、SQUID(超伝導微小磁界測定素子)、のみにて測定可能であった心磁図などを検出するものである。また本年度は前年度の結果、すなわち心磁図測定のみに留らず、得られた心磁図の評価を行うべく、AQUID法による心磁図との比較、さらには心電図逆問題の解などに関する検討を行った。本研究によって得られた本年度(昭61年度)の主な研究成果を、交付申請書の研究実施計画に基づき項目別に下記する。1.心磁図測定と、その測定結果を基盤とした心電図逆問題の解を得るための検討に関しては、まず外部雑音磁界を極力低減すべく差動形磁気センサ対を用い、その低減率の実用的限界を追求した。その結果一時的には-60dB近傍までの低減率を得たが、実用時には磁心の励脈振動や磁心と検出捲線の固定時に生ずるズレなどにより、大約-40dBとなることが明らかとなった。次に心電図逆問題の解に関しては、心起電力のベクトル方向とその成分量を検出すれば解決することが判明したが、本磁力計は強磁性体磁心を利用しているので、集磁効果によって胸部上数cm程度の総合値が出力信号となる。従って局部信号に弁別するための処理が必要となるが、これには各種信号間の差動や逆相関などの検討を加え、一応初期目的は達成した。2.脳磁図測定の可能性に関しては、現在の本磁力計の雑音を考慮すると加算平均器の利用で可能となるが、外部雑音が多大に存在するので強力な磁気シールド室が必要となろう。次に心磁図に関する他種センサとの比較は、SQUID法と比較検討し、本磁力計による成果の正しいことを確かめた。3.本研究で得られた成果は、機会あるごとに各専門家に討論して頂き、本年三月にも発表予定である。
高速マイクロビジュアルフィードバックの研究

本研究では、研究代表者らの超並列・超高速ビジョンチップ、並びに1msビジュアルフィードバックシステムの開発の実績をもとに、独自に開発した超並列・超高速ビジョンを用いたマイクロオペレーションシステムを開発し、マイクロ世界で高速かつインテリジェントなビジュアルフィードバックを実現するために必要とされるアルゴリズム・制御理論を体系化することを目的とする。具体的には、高速マイクロビジュアルフィードバックシステムを構築し、運動物体に対する視野固定環境に対応したマイクロマニピュレーションなどの具体的なタスクに対して、マイクロ世界に対応した1)アクティブセンシング手法、2)高速画像処理手法、3)高速視覚制御手法を体系化することにより、高速マイクロビジュアルフィードバック技術を確立することを目的とする。具体的には、平成10年度は高速マイクロビジュアルフィードバックを実現する基本システムを構築し、運動物体の視野固定を想定した、マイクロ世界に対応した対象認識・追跡アルゴリズムを開発し、それらの基本的実験を行った。その結果をもとに、平成11年度はマイクロマニピュレータをシステムに導入した視覚制御によるマイクロマニピュレーションを実現するための動特性モデルを構築し、マニピュレータとその周囲の環境の認識を高速に認識する制御方法を提案した。平成12年度は、細胞に対するレーザー追跡に向け、実際に運動する微生物(ゾウリムシ)に対する追跡を実現した上で、視覚制御による顕微鏡下での3次元追跡法について考察し、マイクロ高速ビジュアルフィードバック技術の体系化を行った。近年,高速リアルタイムビジョンシステムとして,センサと画像処理要素を画素毎に直結したものを1チップ上へ一体化した超並列・超高速ビジョンチップが注目されている.これは,従来のビジョンシステムの制限であるビデオ信号(30Hz)を大幅に越える速度で画像入力から処理までの一連の操作を可能とし,次世代の知能化センシングシステムとして,ロボット制御などの様々な分野で新たな応用技術を創出するものとして期待されている.研究代表者らは,このような考えをもとにプログラマブルな超並列・超高速ビジョンチップアーキテクチャを独自に開発し,その1チップデバイス化に成功した.また,これをマニピュレータやアクティブビジョンの制御に導入することにより,従来には実現不可能であった高速な対象追跡や障害物回避などの具体的タスクを実現し,高速なビジュアルフィードバックの有効性を実証している.本研究では,これらの研究代表者の実績をもとに,独自に開発した超並列・超高速ビジョンを用いたマイクロオペレーションシステムを開発し,マイクロ世界で高速かつインテリジェントなビジュアルフィードバックを実現するために必要とされるアルゴリズム・制御理論を体系化することを目的とする.平成10年度は,高速マイクロビジュアルフィードバックのシステム構築を行った.また,具体的なタスクとして,運動物体の視野固定を想定し,そのための認識,制御アルゴリズムを開発し,それらを用いた基礎実験を行った.具体的には,以下の研究を行った.1.マイクロシステム用途の超並列・超高速ビジョンシステムの設計・開発を行った.2.マイクロビジュアルフィードバックに用いるための高速アクチュエータの開発を行った.3.構築したシステム上で,マイクロビジュアルフィードバックの基礎的な実験を行うことで,システムの性能評価と挙動解析を行った.4.マイクロ世界に対応した対象追跡アルゴリズムと,それに基づいたアクティブセンシング手法を開発し,その動作を確認するための基礎実験を行った.5.運動物体のための視野固定制御アルゴリズムを開発し,それを用いた基礎実験を行った.本研究では、研究代表者らの超並列・超高速ビジョンチップ、並びに1msビジュアルフィードバックシステムの開発の実績をもとに、独自に開発した超並列・超高速ビジョンを用いたマイクロオペレーションシステムを開発し、マイクロ世界で高速かつインテリジェントなビジュアルフィードバックを実現するために必要とされるアルゴリズム・制御理論を体系化することを目的とする。具体的には、高速マイクロビジュアルフィードバックシステムを構築し、1)運動物体に対する視野固定、2)環境に対応したマイクロマニピュレーション、3)運動物体に対するレーザー追跡という具体的なタスクに対して、マイクロ世界に対応した1)アクティブセンシング手法、2)高速画像処理手法、3)高速視覚制御手法を体系化することにより、高速マイクロビジュアルフィードバック技術を確立することを目的とする。平成11年度は、マイクロマニピュレータをシステムに導入した視覚制御によるマイクロマニピュレーションを実現するために以下の研究を進めた。1)マイクロマニピュレータなどにより、マイクロ対象を制御する際の動特性モデルを構築した。2)1)の特性を考慮したマイクロマニピュレーション制御法を開発した。3)マイクロマニピュレーションを実現するためのアクティブセンシング手法を開発し、評価を行った。

4)マニピュレータとその周囲のマイクロ環境の認識を高速に実現可能とする高速画像処理アルゴリズムを開発し、その評価を行った。本研究では、研究代表者らの超並列・超高速ビジョンチップ、並びに1msビジュアルフィードバックシステムの開発の実績をもとに、独自に開発した超並列・超高速ビジョンを用いたマイクロオペレーションシステムを開発し、マイクロ世界で高速かつインテリジェントなビジュアルフィードバックを実現するために必要とされるアルゴリズム・制御理論を体系化することを目的とする。具体的には、高速マイクロビジュアルフィードバックシステムを構築し、運動物体に対する視野固定環境に対応したマイクロマニピュレーションなどの具体的なタスクに対して、マイクロ世界に対応した1)アクティブセンシング手法、2)高速画像処理手法、3)高速視覚制御手法を体系化することにより、高速マイクロビジュアルフィードバック技術を確立することを目的とする。平成12年度は、細胞に対するレーザー追跡に向け、実際に運動する微生物に対する追跡を実現した上で、視覚制御による顕微鏡下での3次元追跡法について考察し、マイクロ高速ビジュアルフィードバック技術の体系化を行う。1)顕微鏡下での運動する微生物の運動の特性を解析した上で、その追跡制御法を構築した。2)追跡対象である顕微鏡下の微生物を追跡可能とする、高速画像処理アルゴリズムを開発し、システム上でその動作を確認することにより評価した。3)1)、2)を考慮した上で、顕微鏡下で運動する微生物(ゾウリムシ)の追跡を実現し、その有効性を検証した。4)マイクロ世界に対応したアクティブセンシング手法の体系化を行った。5)マイクロ世界に対応した高速画像処理手法の体系化を行った。