hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小型ヒューマノイドを使った自己動作モニタリングによる運動訓練支援システムの開発

本研究ではリアルタイムfMRIにより抽出された脳活動を小型ヒューマノイドの動作に反映させ、其の映像を視覚的ニューロフィードバック(NF)情報として利用する運動学習を開発し、神経リハビリシステムとしての可能性を検証する。平成30年度は小型ヒューマノイド制御方法と訓練学習課題の改良を行なった。訓練学習の進行に伴う逐次的な判別分析により判別精度が改善し学習効率が向上する事を確認した。また、二重判別分析の手法を考案し、2x2の判別をリアルタイムに行う事に成功した。この手法により身体座標系を直感的に反映するMI学習方法を確立する見通しを得たが、Brain Machine Interfaceの本質的な部分で大きな進歩が実現したと考えている。認知処理の潜在的な低下に伴う余力不足から加齢により脳活動領域が拡大する傾向が見られるが、その影響がNF-fMRIに何の様に影響するかを検討する為に高齢者と若年者の比較を行なった。若年者ではDefault Mode Network(DMN)の主要ノードである後部帯状回(PCG)と後頭葉の視覚野群から構成されるVisual Network(VN)の活動が訓練学習により脱賦活化されたが、高齢者ではこの傾向は見られず認知処理の予備能力の減少を反映すると考えられた。VNの年齢差はNF訓練により減少し、学習により一定の負荷軽減が得られるがDMNにはその様な傾向は見られず、加齢変化がDMNに反映されたと考えられる。此の結果は安静時計測で観測される結果と合致している。以上の成果をHuman Brain MappingやBrainConnects等の国際会議で報告し、国際誌への投稿準備を進めている。平成28年度は健康体操の指導者との討議を重ね、健康体操において手本となる動作を抽出するための基本動作を選定した。小型ヒューマノイドを使った視覚フィードバック情報が運動制御に要する認知負荷の軽減に有効であり健康体操の実効性を高める機能を果たすことを、加齢による神経回路の可塑化とそれに対する代償機構の観点から検討した。手本となる動作に自己の動作を近接させる過程をモデル化するために、非マーカー式の高速モーションキャプチャを使ってリアルタイムに被験者の動作を検出し、小型ヒューマノイドにその動作を再現する自己動作モニタシステムを構築、動作確認を行った。また、我々が開発したリアルタイムfMRIシステムを基にNeurofeedback-fMRI(NF-fMRI)を試作し、Agentの違いによる自己認知による訓練モデルを構築した。20名の被験者からデータを収集し、NF-fMRIのデータを基に基礎脳機能マップの中から自己動作表象の指標となる領域を絞り込む作業を進めているが、自己動作の視覚NFにより感覚統合の中枢であるSalience Networkの活動が強く動員されることが判明したので、さらに解析を進めているところである。概ね当初の想定に沿った進捗状況である。初年度は自己動作モニタによる視覚NFを使ったシステムのプロトタイプ、測定に用いる課題、その神経生理学的な解析を行う脳機能計測の整備が完了した。これらの成果を国内学会で報告するとともに、国際学会*Human Brain Mappingで演題が採択された。所属先施設の都合により、実際の体操教室を模擬する測定を行うための測定室が突然の移転を余儀なくされたため、予備実験の開始が遅れたが、すでに問題は解決しており、計画全体への影響は少ないと判断している。平成29年度は小型ヒューマノイド制御方法の改良に反映させる方略を検討するために高精度のモーションキャプチャを使ってインストラクタの動作に対して3次元軌跡の測定を行ない健康体操において動作の基本動作10パタン抽出した。リアルタイムfMRIを使って小型ヒューマノイドの映像を使った視覚フィードバック情報(Visual NF)が実際に運動学習に及ぼす効果を解析し、感覚統合に関わる側頭頭頂葉領域(Salience Network)の活動がVisual NF無しの条件に比べて早期に強く現れ、かつ縮退する現象を見出した。この結果は小型ヒューマノイドによるVisual NFが運動学習の効率を高める可能性を示唆している。また、高齢被験者を対象として実際の動作による印象評価実験(HRI)を実施し、自己動作表象を使ったVisual NFの社会実装方略を検討した。その結果、モチベーションに対するポジティブな効果が期待できることが判明した。一方で、運動開始直後の操作性に対する印象がモチベーションに影響する可能性が示唆された。本年度は自己動作モニタによる視覚NFを使ったシステムのプロトタイプを使った実証実験に着手し予備実験のデータをまとめた。健康体操を素材として測定に用いる要素動作を決定し、個々の被験者を評価するための指標を完成した。これらの成果を学会報告するとともに、国際誌(Frontiers in Human Neuroscience, 2018, in press)で成果普及を行なった。現在、判別分析の方法を改良してより身体座標系の感覚に適合したVisual NFの評価を進めているところである。また、協力者である健康体操教室の指導者を対象とした運動神経科学をテーマとした講習会を実施し、研究成果の一部の紹介を行なって社会実装に向けた整備を進めているところである。

この手法により身体座標系を直感的に反映するMI学習方法を確立する見通しを得たが、Brain Machine Interfaceの本質的な部分で大きな進歩が実現したと考えている。認知処理の潜在的な低下に伴う余力不足から加齢により脳活動領域が拡大する傾向が見られるが、その影響がNF-fMRIに何の様に影響するかを検討する為に高齢者と若年者の比較を行なった。若年者ではDefault Mode Network(DMN)の主要ノードである後部帯状回(PCG)と後頭葉の視覚野群から構成されるVisual Network(VN)の活動が訓練学習により脱賦活化されたが、高齢者ではこの傾向は見られず認知処理の予備能力の減少を反映すると考えられた。VNの年齢差はNF訓練により減少し、学習により一定の負荷軽減が得られるがDMNにはその様な傾向は見られず、加齢変化がDMNに反映されたと考えられる。此の結果は安静時計測で観測される結果と合致している。以上の成果をHuman Brain MappingやBrainConnects等の国際会議で報告し、国際誌への投稿準備を進めている。29年度は以下の事項に重点を置いて、計画を進める。健康体操の指導者の基本動作を高精度のモーションキャプチャにより計測し、28年度に構築した自己動作参照による健康体操支援システムの精度評価を行う。その上で、小型ヒューマノイドにおいて視認性が良く、かつ再現性の良い基本動作を絞り込み、高齢被験者からデータを収集する。自己動作参照による効果を被験者の動作の妥当性の観点だけでなく、主観的な心理評定により健康体操の継続性や、心理的なポジティビティへの影響を評価する手法を検討する。NF-fMRIによる神経生理学的機序の検討を進め、行動データとの比較により感覚統合のパフォーマンス向上という説明が妥当であるかどうかを検証する。30年度は以下の事項を中心に本研究の取りまとめを進める。健康体操指導者の基本動作軌跡を指標としたHRIの本実験を行い、改良を進めてきた自己動作参照による健康体操支援法の評価を実施して結果を取りまとめる。現在進めている改良版の脳機能計測結果の解析を進め高齢被験者から収集したデータを若年者と比較し、神経基盤の観点から自己動作参照による効果を説明する神経生理学的な分析を行なう。特に身体座標系の認知プロセスに注目し動作のコーディングが最適化される機序を検討する。健康体操の指導者の意見も踏まえながらHRIの分析結果により健康体操の継続性や心理的なポジティビティ効果の評価を現場の指導に活かす社会実装方略を提案する。購入を予定していた、小型ヒューマノイドロボットの消耗品(サーボモータ、マイコンボード)の持ちが当初の予想よりも良好であったため、物品費の支出を抑えることができた。(理由)当初計画していた出張回数に対し、実施した回数が少なかった。(使用計画)
多層膜系による極めて鋭いFano共鳴の発現と応用に関する研究

本年度は、以下のような成果を得た。1)蛍光色素をドープした多層膜構造による蛍光Fano共鳴の観測:昨年度までの研究で、all-dielectric多層膜構造では、導波路層内の局所電場が、Fano共鳴の振舞いを示すことが本質的であることが示されていた。しかし、あくまでも電磁気計算により示されただけで、実験的に裏図けられた訳ではない。そこで、ポリスチレン膜にDCM分子をドープし、それを導波路層とする多層膜構造を作製した。ATR配置で試料を励起し、蛍光スペクトル及びATRスペクトルを同時に測定した。その結果、蛍光スペクトル上に、ATRスペクトルと良く対応するFano共鳴が見出された。分子の蛍光は、導波路層内の局所電場によって励起されることから、蛍光スペクトル上でのFano共鳴は、局所場のFano共鳴の振舞いを直接反映したものとみなせる。従って、導波路モードのFano共鳴的振舞いを、直接的に実証できたといえる。2)光異性化分子をドープした多層膜構造での、Fano共鳴の光制御:Half-leaky guided modeを用いたFano共鳴多層膜構造に、光異性化分子のDR1をドープし、外部光を照射することにより、Fano共鳴の形状を制御することを試みた。DR1分子の光吸収帯内の波長を持つ外部光を照射しながら、ATR測定を行ったところ、DR1の光異性化に伴う光吸収量の変化に伴う、スペクトルの変化が見られた。光照射強度により、Fano共鳴線の非対称性が変化しており、Fano共鳴の光制御の新しい手法が実証できた。3)Coupled-mode理論による、Fano共鳴線の解析:従来のCoupled-mode理論を拡張し、多層膜構造のATRスペクトルに適用できる、Coupled-mode理論を構築した。この理論により、現在までの実験結果を統一的に理解することが可能になった。本年度は、主として無機多層膜系によるFano共鳴の実現及び機能性色素をドープした導波路を有する多層膜構造でのFano共鳴の光チューニングに関して研究を実施し、以下の成果を得た。1.無機多層膜系でのFano共鳴の実現:電磁気理論に基づいて、SF11, Al, SiO2, Al2O3, Airからなる多層膜系の反射スペクトルをシミュレーションし、鋭いFano共鳴を発現させるための構造パラメータを決定した。シミュレーション結果を再現するべく、実際に無機多層膜系を真空蒸着及びスパッタリング法により作製し、角度スキャン反射減衰(ATR)スペクトルを測定した。その結果、明確にFano共鳴を観測することに成功し、さらにSiO2膜の厚さの制御により共鳴幅を制御することにも成功した。詳しい理論解析の結果、今回観測されたFano共鳴は単純な単一の共鳴ではなく、共鳴が2つ重畳したDouble Fano共鳴であることも判明した。2.Fano共鳴の光チューニング:DR1はアゾベンゼン系の色素分子であり、光照射によりtrans-cis光異性化が生じることが知られている。この色素がドープされた有機薄膜PMMA膜では、光異性化によって屈折率の変化が生じる。我々はこの現象に着目し、DR1-dopped PMMA膜を導波路とする多層膜構造を実際に作製し、光照射しながらATRスペクトルを測定するpump-probe ATR測定を行った。その結果、シャープなFano共鳴は光照射によって共鳴位置がシフトすること、またそのシフトは照射光の強度に対して非線形的に変化することを見出した。詳しい解析により、照射光の偏光に対する依存性、照射光強度依存性をうまく再現できる理論式を見出し、光チューニングの詳しいメカニズムを明かにした。本年度は、研究の初年度に当たり、実験的研究に関しては、先ず試料作製に必要な真空蒸着装置の整備から開始した。装置の整備・調整には約2ヶ月を要したが、立ち上げ後は順調に動作している。また、光学測定系は従来から有しているものが多少の組み換えのみで使用可能であり、こちらの方も順調に作動してる。理論的解析については、新規の計算プログラムも作成し、種々の解析が可能となっている。これらに基づき、実験及び理論面において、前述のような進展がみられた。以上により、総合的に見て研究はおおむね順調に進展しているといえる。本年度は、主として1)金属-無機多層膜構造でのFano共鳴の線幅の先鋭化、2)Fano共鳴に伴う増強電場を利用した蛍光増強の観測、また3)金属を含まない全誘電体多層膜でのFano共鳴の実現について研究を実施し、以下のような成果を得た。1)Fano共鳴線幅の先鋭化:昨年度までの研究をさらに発展させ、SF11/Al/SiO2/Al2O3/Airの多層膜系ATR配置でのFano共鳴の線幅を系統的に制御し、高いQ値を持つ鋭いFano共鳴線を出現させることに成功した。実際、スペーサーSiO2膜の膜厚を変化させることにより、表面プラズモンと導波路モードの結合の強さを変化させることが可能で、結合定数が小さくなるとともに共鳴線が狭くなることを実験的に示し、1500を上回るQ値を実現することができた。この高いQ値は、現在までにプラズモン励起を用いたFano共鳴では、最高である。2)Fano共鳴に伴う蛍光増強:上記1)の応用として、多層膜構造に蛍光色素DCM膜を導入し、SF11/Al/SiO2/Al2O3/DCM/Air

構造を作製し、SF11側から励起光を入射し、Air側に放射されるDCMからの蛍光の強度を測定した。その結果、Fano共鳴の条件下で、強い蛍光が観測された。ガラス板上のDCM膜の蛍光強度と比較したところ、最大で10倍程度の増強度が見積もられた。これは、Fano共鳴に伴う増強電場を応用した蛍光増強の、世界初の観測である。3)All-dielectric多層膜系でのFano共鳴の実現と制御:金属層を用いず、2つの誘電体3層構造の導波路モードの結合によりFano共鳴を実現し、スペクトル形状を制御することに成功した。この新しい構造では、表面プラズモン励起よりも大幅にFano形状を変化させることができることを実証した。本研究の目的は、きわめて鋭いFano共鳴を実現すること及びそれを光学センサーや表面増強分光に応用することである。鋭いFano共鳴の実現に関しては、すでに世界最高のQ値1500を既に実証しており、当初の目的はほぼ達成されたと言える。応用に関しては、既に色素膜からの蛍光増強の観測に初めて成功しており、さらに研究を継続することにより、より高い増強度の実現、あるいは蛍光スペクトルに現れるFano共鳴の観測へと発展が見込まれる。金属を使わないAll-dielectric多層膜でのFano共鳴の観測にも成功しており、当初の予定よりは広い範囲でのFano共鳴の応用の可能性が出てきている。本年度は、以下のような成果を得た。1)蛍光色素をドープした多層膜構造による蛍光Fano共鳴の観測:昨年度までの研究で、all-dielectric多層膜構造では、導波路層内の局所電場が、Fano共鳴の振舞いを示すことが本質的であることが示されていた。しかし、あくまでも電磁気計算により示されただけで、実験的に裏図けられた訳ではない。そこで、ポリスチレン膜にDCM分子をドープし、それを導波路層とする多層膜構造を作製した。ATR配置で試料を励起し、蛍光スペクトル及びATRスペクトルを同時に測定した。その結果、蛍光スペクトル上に、ATRスペクトルと良く対応するFano共鳴が見出された。分子の蛍光は、導波路層内の局所電場によって励起されることから、蛍光スペクトル上でのFano共鳴は、局所場のFano共鳴の振舞いを直接反映したものとみなせる。従って、導波路モードのFano共鳴的振舞いを、直接的に実証できたといえる。2)光異性化分子をドープした多層膜構造での、Fano共鳴の光制御:Half-leaky guided modeを用いたFano共鳴多層膜構造に、光異性化分子のDR1をドープし、外部光を照射することにより、Fano共鳴の形状を制御することを試みた。DR1分子の光吸収帯内の波長を持つ外部光を照射しながら、ATR測定を行ったところ、DR1の光異性化に伴う光吸収量の変化に伴う、スペクトルの変化が見られた。光照射強度により、Fano共鳴線の非対称性が変化しており、Fano共鳴の光制御の新しい手法が実証できた。3)Coupled-mode理論による、Fano共鳴線の解析:従来のCoupled-mode理論を拡張し、多層膜構造のATRスペクトルに適用できる、Coupled-mode理論を構築した。この理論により、現在までの実験結果を統一的に理解することが可能になった。今年度の研究成果を踏まえて、以下の通り研究を推進してゆく。
加群のベキ乗とそのサチュレイションの研究

局所環R上の加群Mから定まるリース代数R(M)のサチュレイションを考察した。Mが有限生成なR-自由加群の準同型写像fの余核として現れるようなものであれば、fに関する適当な仮定の下でR(M)のサチュレイションの斉次部分の自由分解を構成できることを確かめた。環Rのイデアルも考察の対象としたが、階数が1のR-自由加群の部分加群であるという見方を重視する為に、記号的リース代数の研究でよく扱われる「素イデアル」という枠組みには拘らずに研究を行った。その結果、3次元正則局所環の素イデアルが定める記号的リース代数のネータ性に関するHunekeの判定法を一般化することができ、興味深い応用を発見した。今年度は(1)関連する既知の結果の見直しと(2)実例の解析に向けた準備を行った。(1)についてはHunekeの判定法を主に考察した。それは3次元正則局所環Rの高さが2の素イデアルPに対して定まるシンボリックリース代数R_s(P)がネータ環になるかどうかを調べる為の方法である。Hunekeの判定法は「Rが3次元Cohen-Macaulay環でR / Iが1次元Cohen-Macaulay環」という枠組みに一般化できることは既に確認していたのだが、高次元化と加群版への拡張を視野に入れて、証明の見直しを行った。オリジナルな証明はHilbert関数を巧妙に利用していて魅力的なものではあるのだが、何故その方法で証明できるのか?という部分が良く見えないという側面も持っている。そこで、より自然な手順で証明する方法を模索したのであるが、幸い、イデアルのreductionを用いたdepthの評価と局所化の議論により、より簡明な証明を得ることができた。(2)については自由R-加群の準同型写像f : F →Gの余核として現れるようなR-加群Mを主に考察した( Rはネータ環とする)。主結果は「fに適当な条件を付けると、Mのリース代数はGの対称代数(これはR上の多項式環になる)をある正則列で割った剰余環になる」というものである。この状況ではKoszul複体を考えることにより、Gの対称代数上でMのリース代数の次数付自由分解を与えることができる。すると、その分解の斉次部分に注目することにより、Mのべき乗のR-加群としての自由分解が得られるのである。来年度はこの結果を応用してMのべき乗のサチュレイションを計算してみたいと考えている。標数が0の体K上の3変数多項式環R = K[X, Y, Z]には、高さ2の素イデアルPでシンボリックリース代数Rs(P)がネータ環にならないようなものが存在することは90年代半ばに行った共同研究で知っていたのだが、幾何学的な方法でそのような例を豊富に構成するするという最近の研究成果を知るに至り、我々の方法を見直してみることにした。ただし、この研究課題の観点を踏まえ、イデアルが素であるという事には固執せず、高さが2という仮定のみで考察を進めてみた(この状況は、階数が1の自由加群においてシンボリックなべき乗が通常のべき乗のサチュレイションに一致するような部分加群を扱っていることになる)。その結果、従来のものとは全く異なる性質を持つイデアルを見出すことができた。これまでに知られていた例は全てnegative curveを定義するような「良い元」をイデアル自身の生成元の一つとして含んでいるのだが、今回発見した例は、イデアルの生成元の中にはnegative curveは存在せず、2次のシンボリック冪の中に初めて出現するようなものになっている。主結果は次のように述べられる:正整数a, a', b,b'を1 < a'/ a < 5/4かつ2 < b'/b < (17a - 10a')/(6a - 3a')となるように取り、第1行が(Xのa乗Yのb'乗Z)で第2行が(Yのb乗Z Xのa'乗)であるような2×3行列を考える。この行列の極大小行列式で生成されるRのイデアルをIとすると、シンボリックリース代数Rs(I)はネータ環にはならない。階数が1の場合(即ちイデアルの場合)を主に考察することとなったが、周辺での最近の動向に適切に反応し、意味のある結果を得ることができたのではないかと自分自身では評価している。加群のリース代数を考察する上でも、イデアルが素であるという条件を除けたことは重要であった。平成27年度の研究で得た成果を論文として纏める為に、シンボリックリース環のネータ性を調べる方法として良く知られている「Hunekeの判定法」と、基礎環上で無限生成になる(従ってネータ環でない)シンボリックリース環を与える為の有力な方法として知られている「mod p reduction」の手法を再検証してみた結果、その証明を大幅に簡略化する事が出来、加群の場合に理論を拡張する事も見通しが良くなったと感じている。今年度の研究では、体K上の3変数多項式環S = K[x, y, z]の斉次イデアルIで次の3条件:(2) S / Iの随伴素因子は極小素因子のみである。(3) Iをその極小素因子で局所化すると2元で生成される。をみたすものを考察の対象とした。

最初の条件にあるxをyやzに取り換えても同様の理論を構成する事が出来るので、Sにおける高さ2の素イデアルはIの典型的な例となり、スペース・モノミアル・カーブ:x = tのa乗, y = tのb乗, z = tのc乗(tは不定元)の定義イデアルP(a, b, c)に対しても理論を適用する事が可能である。この様な枠組みで「Hunekeの判定法」や「mod p reduction」の手法を進められる事は大雑把には大丈夫であろうと期待していたのだが、現在は確実なものとして認識しており、今後の研究においても積極的に利用したいと思う。また、具体例の構成においても、従来のものよりも明確な論証を行える事が可能になった。例えばP(16, 683, 97)は2次のシンボリック冪の中にネガティブカーブが存在し、そのシンボリックリース環は無限生成であることが分かった。昨年度に引き続き、階数が1の場合を主に考察することとなったが、対象とするイデアルの条件を緩めている為、適用範囲が広がり、階数が高い場合への拡張も見通せるようになったと思う。本質的な部分では順調に進展していると認識している。一般化されたHunekeの判定法を適用することにより、射影平面の点集合を定義するイデアルのシンボリックリース環の有限生成性を調べた。特に、体K上の多項式環S = K[x, y, z]においてが生成するイデアルI(ここでnは正整数である)に的を絞って調べてみた。体Kが原始n乗根を含む場合には、このイデアルIは射影平面の3 + n^2個の点を定義するものであり、そのシンボリックリース環が有限生成になることは既に知られていたのだが、そこで用いられた方法は計算機の助けを借りながら力ずくで証明するというものであり、理論的な観点からは興味が薄いという印象を受けていた。Hunekeの条件をみたす2つの元を如何にして見出すかが問題であったのだが、nが4以上の場合には2つの元のどちらかが斉次元にはならないはずであるという事実から発見に至ることができた。Hunekeの判定法では、基礎環を局所環とするのだが、その仮定の必要性を説明する上で重要な例となるのではないかと思う。上記のイデアルIは、第1行にx^{n - 1} y^{n - 1} z^{n - 1}が並び、第2行にyz xz xyが並んでいる様な2×3行列Aの極大小行列式で生成され、Iの3つの生成元が定めるS^3からSへの準同型写像の核MはAの列ベクトルで生成されることが分かる。今後の研究テーマとしてS^3の部分加群Mのリース環を調べるという問題を認識できた事は大きな収穫であった。局所環R上の加群Mから定まるリース代数R(M)のサチュレイションを考察した。Mが有限生成なR-自由加群の準同型写像fの余核として現れるようなものであれば、fに関する適当な仮定の下でR(M)のサチュレイションの斉次部分の自由分解を構成できることを確かめた。環Rのイデアルも考察の対象としたが、階数が1のR-自由加群の部分加群であるという見方を重視する為に、記号的リース代数の研究でよく扱われる「素イデアル」という枠組みには拘らずに研究を行った。その結果、3次元正則局所環の素イデアルが定める記号的リース代数のネータ性に関するHunekeの判定法を一般化することができ、興味深い応用を発見した。R-自由加群の準同型写像の余核として現れるようなR-加群に対して、そのべき乗の自由分解を記述できたことは、今後多くの実例を解析する上で、重要なステップをクリアすることができたと言えるのではないかと思う。まずは、平成27年度の研究成果を論文にして公表する。その後は基礎体が正標数の場合を扱ってみたい。
アメリカにおける年金制度再編の動因としての金融機関の経営革新に関する研究

今年度は、第1に昨年度までの研究成果を整理し、第2に近年新たに浮上したアメリカ企業年金に関する政策的争点の分析を行った。第1の作業は、渋谷博史・中浜隆編『アメリカの年金・医療』所収の拙稿「アメリカの確定拠出型企業年金」、および『松山大学論集』所収の「確定拠出型年金に関する政策的争点アメリカの投資教育と投資アドバイスをめぐる議論を中心に」という形で発表された。これらは、2001年のエンロン社破綻事件を契機に浮上した401(k)への規制強化議論、特に自社株問題と投資アドバイス問題について、その対立の構図と歴史的文脈を、金融機関のビジネス構造との関連において分析したものである。401(k)における金融ビジネスとそれが年金権に関して持った意義については、秋の社会政策学会において「オーナーシップ社会の歴史的位置」として発表した。この報告の内審は、2007年に発行の『社会政策学会誌』に掲載されることが決定している。第2の作業について、論点となるのは2006年に成立した年金保護法および手数料の情報開示問題に関する議論である。これらの新しい論点について、書籍や雑誌、インターネットまたアメリカの投資信託協会やEBRIを訪問するなどして資料を収集した。これらの分析結果は、2007年度の証券経済学会にて「401(k)の手数料問題」として発表される予定である。また年金保護法に関する考察は、2007年に発刊される東京大学『社会科学研究』に掲載される論文にて発表される予定である。本研究は、企業年金分析における金融ビジネス構造の重要性を強調するものであるが、この視点はこの新しく浮上した争点を理解する上でも非常に有用であることが、これらの成果によって示される予定である。1.今年度は、研究目的の達成に向けて次の活動を行った。(1)資料の収集・検討(2)国内の関係諸機関へのヒアリング国内のヒアリングとしては、野村総合研究所の沼田優子氏を訪問し、株価下落後のアメリカの投資信託業の新しい展開や課題、またアメリカ調査にあたってのアドバイスを得ることができた。(3)アメリカのヒアリングの実施アメリカには二度にわたり訪問した。主な訪問先は、NY証券取引所、連邦準備銀行、ミシガン高齢者研究センター、コロンビア大学、GAO、ICI、現地の図書館などである。また、日系金融機関の現地事務所も訪問し、アメリカにおける業界の事情などに関してヒアリングを行った。2.活動によって得た知見は以下の通りである。401(k)市場に関わるファンド会社の業務体系、手数料体系および、その戦略、またマーケッティングの方法などについて、一定の具体的なイメージを得ることができた。これらの成果は、来年度に発表する予定である。また、新たに投資教育や税制による普及政策に関しても、新たな資料や知見を得ることができた。株価低迷後のファンド業界の動きとして、ラップアカウントなどアドバイス機能を備えた付加価値のある商品の開発を行っていることなどは、本研究にとっても重要な知見であると思われる。また、2005年現在のブッシュ政権の経済政策の第1課題となった社会保障民営化と、この企業年金の議論と関わっており、これも今後の検討課題となる。今年度は、アメリカの確定拠出型企業年金をめぐる近年の政策動向と金融機関の経営戦略との連関に関して研究を行った。具体的には、2001年のエンロン社破綻事件を契機に加速した401(k)改革論に焦点を当て、自社株保有問題や投資アドバイス解禁に関する議論を議会資料などから整理し、そこにおける金融機関のビジネス構造との関連について考察を行った。後者の論点に関しては、社会政策学会の2005年度春季全国大会で報告を行った。2006年度に雑誌論文として成果が発表される予定である。また政策的論点の整理は、近刊の『アメリカの年金・医療』所収の拙稿「アメリカの確定拠出型企業年金」という成果に結実している。年度の後半において金融機関の今日の動向を歴史的に位置づけるべく、受給権の形態と年金サービス構造との関係について研究を行ってきた。この研究によって、金融機関の経営革新がアメリカ企業年金制度の権利構造や普及実態を規定する役割を果たしている点がより鮮明となり、あわせて今後のサービス発展の方向が展望される。この研究も2006年度、雑誌論文として発表される予定である。現在予定している内容は、下記の通りである。0.課題設定1.企業年金における権利の発展→企業年金の発生からERISA、401(k)にいたる年金受給権の発展を概括2.年金ビジネスの発展→権利に照合して、年金ビジネスの構造がどのように進化してきたのか。3.確定拠出型年金市場と「金融革命」→401(k)市場の競争と同時期ファンド会社が主導した「金融革命」との親和性の確認。4.金融ビジネス発展の方向→ファンド会社の席巻に伴う年金サービスの発展と、今後の展望について5.結論と示唆今年度は、第1に昨年度までの研究成果を整理し、第2に近年新たに浮上したアメリカ企業年金に関する政策的争点の分析を行った。

401(k)における金融ビジネスとそれが年金権に関して持った意義については、秋の社会政策学会において「オーナーシップ社会の歴史的位置」として発表した。この報告の内審は、2007年に発行の『社会政策学会誌』に掲載されることが決定している。第2の作業について、論点となるのは2006年に成立した年金保護法および手数料の情報開示問題に関する議論である。これらの新しい論点について、書籍や雑誌、インターネットまたアメリカの投資信託協会やEBRIを訪問するなどして資料を収集した。これらの分析結果は、2007年度の証券経済学会にて「401(k)の手数料問題」として発表される予定である。また年金保護法に関する考察は、2007年に発刊される東京大学『社会科学研究』に掲載される論文にて発表される予定である。本研究は、企業年金分析における金融ビジネス構造の重要性を強調するものであるが、この視点はこの新しく浮上した争点を理解する上でも非常に有用であることが、これらの成果によって示される予定である。
通風による省エネルギー効果の評価・予測手法の開発

本課題の目的は、地域性、周辺状況、開口配置等を考慮した通風の省エネルギー効果を評価する手法を構築することにある。そのために、(1)通風環境の物理性状を通風実験用風洞および実験用住宅を用いた通風実験から明らかにし(物理的特性の把握)、(2)気象データをもとに通風の利用可能性を地域ごとに評価し(地域特性の評価)、(3)風洞実験により得られた風圧係数データを整理して敷地周辺の状況を考慮した外界条件の設定手法を検討し(立地周辺の評価)、(4)数値計算から通風の省エネルギー効果の検討を行った(合理的な通風計画手法の検討)。そのために、(1)通風環境の物理性状を通風実験用風洞および実験用住宅を用いた通風実験から明らかにし(物理的特性の把握)、(2)気象データをもとに通風の利用可能性を地域ごとに評価し(地域特性の評価)、(3)既往の風圧係数データを整理し、敷地周辺の状況を考慮した外界条件の設定手法を検討し(立地周辺の評価)、(4)換気回路網計算によるパラメトリックスタディから開口位置の影響の検討を行っていく(開口配置計画)。平成18年度は以下の研究を実施した。(1)地域の通風ポテンシャルの算定(2)風圧係数のオーダー評価密集度を変化させた住宅地の風洞実験結果より、開口部位置に作用する風圧係数のオーダー評価を行い、簡易に設定する方法を検討した。(3)実大住宅モデルによる通風実験建築研究所通風実験用風洞内に設置してある実大建物モデルを用いて、内部間仕切設置時の室内気流場ならびに排熱性状の検討を行い、通風時の対流熱伝達率の算定を行った。(4)集合住宅、戸建実験住宅の通風実験実験用集合住宅では変動環境下における通風性状の検討を行った。開口面通過風量、内外に作用する差圧の測定を中心に行い、開口部の開閉により通風経路を変化させ、実環境下における通風性状の検討を行った。戸建住宅の実験では、日射遮蔽と通風の併用効果を把握するための実験をおこない、形成される室温により効果の評価を行った。平成19年度は以下の研究を実施した。(1)地域の通風ポテンシャルの算定:昨年度に引き続き、アメダス気象データをもとに地域ごとの通風のポテンシャルを整理する手法について検討した。(2)風圧係数のオーダー評価:昨年度に引き続き、密集度を変化させた住宅地の風洞実験結果を検討し、開口部位置に作用する変動風の影響を考慮した密集度と風圧係数差の関係を整理し、風圧係数差のオーダー評価を行った。(3)数値計算による通風の省エネルギー効果の検討:数値計算結果から、通風と他の要素(日射遮蔽、冷房設定温度、エアコンのCOP他)が冷房消費エネルギーに及ぼす影響を検討した。(4)集合住宅住戸を使用した通風実験:引き続き、実験用集合住宅で変動環境下における通風性状の検討を行った。平成20年度は以下の研究を実施した。(1)実験用集合住宅を使用した通風実験実験用戸建・集合住宅を使用した変動環境下における通風性状の検討を行う。

本年度は、通風時の開ロ面通過流速と室内気流性状、温度分布の関係を長期的に計測する。また、昨年の実環境下における通風性状の検討から得られた集合住宅の通風量算定式を用いて、差圧、温度測定等から通風量の長期推定を行った。(2)通風による冷房消費エネルギー削減量を簡易算定プログラムの作成昨年行った通風ポテンシャルの検討、風圧係数のオーダー評価、数値計算による通風の省エネルギー効果の検討の結果を踏まえ、気象データ、敷地条件、開口条件を設定することで期待できる通風量と冷房消費エネルギー削減量を簡易に算定するプログラムの作成を行う。(3)通風計画手法構築(2)のプログラムに基づいて簡易に通風計画を行う方法について整理する。
ガンマ線スペクトロメトリーによるエネルギー精密測定法の研究

研究は、以下の項目に重点をおいて研究を遂行した。1.装置関数の特徴の把握装置関数の概念に基づいて、「常用」のガンマ線エネルギー校正法が不適切なことが解明された。装置関数は、従来の適合関数としての光電ピーク波形関数の概念を根本的に覆えした。2.ガンマ線(光子)エネルギーの再評価装置関数は、エネルギーを代表する位置が、装置関数に畳み込まれた正規分布のセントロイドであることを明らかにした。この発見は、原子(核)の基本的特性、すなわち励起準位の再評価が必要なことを指摘する、最も重要な成果である。3.検出装置のシステム校正法の開発システム校正法を開発した。4.ベースライン波形を構成するサミング現象の要因の定量的把握ランダムサミング成分は検出器外の事象(制動放射)および検出器外の事象(コンプトン散乱電子)により発生した。光電ピーク波形近傍におけるランダムサミング波形の実験的関数モデルを提案した。5.中性子捕獲即発ガンマ線スペクトル中のベースライン波形の形成事象解析即発ガンマ線分析における光子エネルギーの精密測定のためのベース形状の影響が検討され、ベース形状の定量的把握のための関数モデルが提案された。本研究は、ICRM(国際放射性核種計量委員会)のβγスペクトロメトリー作業部会(パリ、1995年5月)において、国際共同研究プロジェクト「核分光における物理学的因子に基づくガンマ線波形応答関数」に採択された。本年度は(1)検出装置の積分非比例性に関する補正法の開発および(2)ベースライン波形を構成するサミング現象の要因の定量的把握に重点をおいて研究を遂行した。1.検出装置の積分非比例性に関する補正法の開発この補正法は、従来の積分非直線性補正と全く異なる概念:パルス信号が測定用の波高分析システムにおけるエネルギー校正に関する情報を与える、という理論に基づく。このためには、あらかじめシステムの校正を行わなければならない。実験には本研究室のほか原研(JRR-3M)および立教大学原研の施設を利用した。システム校正は精密パルス発生装置を用いて、パルス電圧とパルスピークのセントロイドとの関係から実現する。非比例性補正曲線は平滑化スプライン関数(SSF)として得た。SSFの滑らかさは平滑化パラメータgによって決まるので、gの最適値はトレンド法により求められた。また、パルスピークの経時変動を調べ、システムの安定性の把握法を開発した。2.ベースライン波形を構成するサミング現象の要因の定量的把握半導体検出器によって得られるスペクトル中で、光電ピークが相応するγ線エネルギー情報を担っているが、この光電ピーク部分の下に隠された目的外の信号が、ベースライン波形として共存し、エネルギー・強度の精確な測定を妨害している。今年度は、ベースライン成分(3成分:小角散乱、ランダムサミングおよびバックグランドよりなることを解明済み)中の、特にランダムサミング成分に着目した。ランダムサミング成分は検出器外の事象(制動放射)および検出器内の事象(コンプトン散乱電子)により発生するので、この発生量と波形プロフィルとの関係を定性・定量的に調べた。本年度は、以下の項目に重点をおいて研究を遂行した。1.ガンマ線(光子)エネルギーの再評価核エネルギー準位は、非中性子核データの根幹をなす量の一つである。従来のエネルギー校正法の一つである内部標準法の可否について検討した。2.検出装置のシステム校正法の開発新しいエネルギー校正法では、電子雑音測定用のパルス信号が波高分析システムにおけるエネルギー校正に関する情報を与える、という理論に基づく。システム校正は、精密パルス発生装置を用いて行い、パルス電圧とパルスピークのセントロイドとの関係から実現する。システム校正はエネルギー校正に先立って行う必要がある。システムの安定性の把握法を開発した。3.ベースライン波形を構成するサミング現象の要因の定量的把握

(2)ランダムサミング成分は検出器外の事象(制動放射)および検出器内の事象(コンプトン散乱電子)により発生するので、制動放射とコンプトン散乱電子によりもたらされるサミングのGe検出器付スペクトロメータの光電ピーク波形に及ぼす影響を調べた。光電ピーク波形近傍におけるランダムサミング波形の実験的関数モデルを提案した。4.中性子捕獲即発ガンマ線スペクトル中の全エネルギーおよびエスケープ近傍のベースライン波形の形成事象解析即発ガンマ線分析における光子エネルギーの精密測定のためのベース形状の影響が取り上げられた。ベース形状は、全エネルギーピーク、単電子エスケープピークおよび対電子エスケープピークの近傍について調べられた。ベース形状の定量的把握のための関数モデルが提案された。
省力化のための知的制御手法を用いた搾乳ロボットの開発

(A)搾乳ロボットの製作と乳頭への追従制御搾乳ロボットのアーム部の設計に必要な乳牛の乳頭大きさ、位置および乳頭の動きを調査した。乳頭の位置からアームの可動範囲を決定し、乳頭の動きからアームを駆動するサーボモータの選定を行った。また乳頭は予想された動きより速く広範囲に移動することが明らかになり、補助的に乳牛を一定のコンプライアンスで保持し、ある範囲内に留める把持機構も同時に設計試作した。また乳頭位置を検出するセンサ系も1サンプリング当たり0.6[s]で、精度1[mm]以内と搾乳機の挿入に十分なものを実現することができた。サンプリング時間を考慮して適切なコントローラゲインが得られるように制御器を設計し、モデル乳頭に対してではあるが、本ロボットアームにより乳頭への搾乳機の装着が可能であり、本装置の実用化への実現性を実証することができた。(B)搾乳機の圧力制御とその最適制御空気圧サーボ弁と圧力センサを用いて吸引力を制御できる搾乳機を製作した。圧力制御系の動特性は十分であり、仔牛の吸引パターンを模擬できることを確認した。これまで使用されてきた搾乳装置では乳頭の個体差により異なった吸引力が、制御により乳牛に応じて適応的に一定とすることが可能となった。現在、最適パターンの探求のため、吸引力、吸引パターンと乳牛の血圧、心拍数および乳量等の関係を調査中である。この関係が明らかになれば吸引力の最適制御が確立される予定である。
ゲノム科学の総合的推進に向けた大規模ゲノム情報生産・高度情報解析支援

国際的にも解析技術が予想以上の速度で進展した中、拠点集約により情報解析を含めた最先端の技術支援を進めることができた。毎年60-90件、総数465件の公募選定課題を支援し、シーラカンスゲノム解読など363報の論文成果が得られた。支援課題は科研費のすべての種目、生物系のほぼすべての分科に及び、この活動が生命科学の基盤として必須であることを示した。また、困難なゲノム解読の切り札ともなったゲノムアッセンブルソフトウェアPlatanusの独自開発に成功したことなど、支援と解析技術の高度化の好循環が進んだ。(1)総括支援活動:支援戦略会議、総括会議、審査委員会を置いて支援活動の効果的な運営と緊密な連携を進めた。京都大学に置いたELSIセンターでは個人ゲノム解読の倫理問題への対応やシンポジウム開催を含む社会との接点活動を進めた。(2)(3)大規模ゲノム及びゲノム医科学支援活動:2年目に入ったこともあり、前年度末から公募の周知宣伝につとめ、4月1日から公募を開始した。ただし、政府予算関連法案の遅れのために内定通知が遅れた科研費種目があったことや東日本大震災の被災地からの応募を考慮して、追加公募をおこなった。この結果、総応募数237件となり、62件を審査委員会で選定した。内訳はヒトGWAS課題が1件、ヒトゲノムリシーケンシング課題が11件、多細胞生物の課題が33件、微生物ゲノム課題が14件、情報解析のみの課題が3件であった。多細胞生物ゲノムは新規解読となるが、特に野生由来の多様な生物ゲノムは両親由来ゲノム間での多型の多さのためにショートリードのアッセンブルは世界的なチャレンジングな課題となった。このために情報解析支援グループにより新規ゲノムアッセンブラを開発し、実際のゲノム解読に役立てた。公募課題に加え、領域としてゲノム科学推進のために重要な課題を企画課題として推進した。ヒトゲノム関連は倫理審査のために遅れているが、多細胞生物ゲノムでは、シーラカンスゲノム解読が進行した。アフリカツメガエルゲノム解読を国際協力でおこない、また昨年からの継続としてポリプテルスゲノム解読を進めた。(4)情報解析支援活動:情報解析支援グループは、特に個人ゲノムの大量データ処理への対応を進めた。基盤技術開発支援グループは、次世代の情報解析支援技術や大規模情報転送技術などの開発を進めた。(1)総括支援活動:研究代表者のもとに支援戦略会議、総括会議、審査委員会及び事務局を置き、支援活動を開始した。ELSIセンターを京都大学に置き、ELSI及び社会との接点活動を行った。(2)(3)大規模ゲノム及びゲノム医科学支援活動:大規模ゲノム情報生産及び研究リソース構築支援の3拠点及びゲノム医科学支援活動のための拠点を情報セキュリティ体制も含めて整備し、さらにこれらと一体的に活動する情報解析一次解析支援グループを構築した。支援体制の整備と並行して科研費課題全体から支援課題の公募を進め、今年度は総応募数166件から69件を審査委員会で選定した。内訳はヒトGWAS課題が3件、ヒトゲノムリシーケンシング課題が10件、多細胞生物のゲノム解読課題が17件、RNA-seqやChIP-seqなどの課題が19件、微生物ゲノム課題が16件、情報解析のみの課題が4件であった。なお、ヒトリシーケンシング課題の開始が遅れ年度末ぎりぎりを予定したところ東日本大震災のために試薬などの納入が遅れたため一部繰り越しをおこなった。公募課題に加え、領域としてゲノム科学推進のために重要な課題を選定し、企画課題として年度初めに推進した。1つには、疾患関連個人ゲノム4検体の全ゲノムリシーケンスとそれによる日本人標準ゲノム配列の構築及び原因遺伝子絞り込みを方法論開発も含めて進めた。ヒト以外では、マウスの多様な系統のリシーケンシング、クマムシ、トレニア、スサビノリなどの全ゲノムシーケンシングを方法開発も含めて進めた。またポリプテルスBACライブラリ構築など基盤構築も進めた。(4)情報解析支援活動:情報解析支援グループは、統計学的評価,生物学的医学的意味付け,データベース構築など,さらなる情報解析支援の準備を行った。支援課題公募では171件の応募があり、88件を選定し支援した。ゲノム関係は論文発表まで時間がかかるが、これまでの支援成果も加えて、本年度は支援の成果論文55報が発表され、今後のさらなる増加が見込まれる。ゲノム医科学支援では、IgA腎症などについて、多発家系の解析に基づき遺伝子を特定し、その変異が孤発性疾患の発症にも関連することの発見などの成果が得られた。多細胞生物支援では、大型ゲノムの配列決定は本年度12課題に上った。シーラカンスが論文化に至り、アフリカツメガエル、シロオビアゲハは投稿予定であり、スンクス、ポリプテルス及び肺魚は進行中である。また、様々な角度からトランスクリプトーム、エピゲノム解析を行い、ヒト疾患細胞における転写制御異常、マウス初期発生段階での遺伝子発現制御プログラムの変遷、遺伝子発現制御の進化様式等の成果を得た。また開発したRNA半減期の網羅的解析法が論文化された。微生物支援では、海洋細菌からの塩化物イオンを光エネルギーを用いて排出する新しいロドプシンの発見が論文化された。

黄色ブドウ球菌マウス感染モデルでのin vivo transcriptome解析の成功(生体内の菌の解析としては世界初)、メタゲノム配列からの環境系難培養細菌(Thioploca sp.)の全ゲノム配列の再構成、ヘリコバクターピロリ400株のゲノム解析(沖縄株の系統進化学的な特異性などの解明等)などの成果が得られ、論文投稿中か作成中の段階にある。情報解析支援では、本活動で開発したソフトウェアPlatanusが論文化に至った。これまで困難であった大型真核生物のゲノム解析を大幅に改善し、本支援活動のみならず国内外で広く利用されている。ゲノムELSIユニットでは個人ゲノム解読の倫理問題への実務的支援について効率的なシステムを構築し、昨年度に引き続き医科学支援を推進した。支援課題公募では161件の応募があり、90件を選定し支援した。ゲノム関係は論文発表まで時間がかかるが、支援成果も加えて、本年度は112報が発表され、今後のさらなる増加が見込まれる。多細胞生物支援では、大型ゲノムの新たな配列決定は本年度12課題に上った。シロオビアゲハのゲノム解読支援は擬態に関するスーパージーンの構造解明につながり、論文化に至った(藤原ら)。スンクス、ポリプテルスゲノム解読は論文化進行中である。また、様々な角度からトランスクリプトーム、エピゲノム解析を行い、RIP Seq/RNA Seq/ChIP Seq法を駆使して免疫担当細胞におけるRegnase1の作用機序の詳細の解明(竹内ら)等の成果を得た。微生物支援では、環境中の窒素・硫黄循環を担う微生物共生系の解析(淡水性のものとしては世界初であり、2種類の難培養細菌のドラフト配列、代謝中心菌のメタゲノム配列から完全配列再構成に成功、福井ら)等の論文発表につながった。ゲノム医科学支援では、レット症候群、変形性関節症、痛風、小児交互性片麻痺等の遺伝子解析、PAR-CLIP法による神経変性機構解明等で成果が得られた。ゲノム解析技術開発においては、1分子シーケンシング手法(PacBio、ナノポア)、1細胞解析技術の開発整備を進めた。情報解析支援では、MetaVelvet-SLやSprai等のアッセンブラー、GPGPUによる超高速相同性検索ソフトウェア、エピゲノムデータからクロマチン状態を推定する手法、ChIP-Seqデータからタンパク質配列解析手法等の開発改良を進めるとともに、ゲノム支援講習会を開催した。支援課題公募では211件の応募があり、74件を選定し支援した。中大型ゲノムの新規配列決定は本年度11種に上った。成果論文は、支援成果の査読有論文108報(発表論文欄は班員が加わっているもの38報をあげた)及び班員の高度化研究等論文27報である。今年度の主な論文発表成果としては、新規配列決定支援では原始的な多細胞生物ゴニウム(野崎ら)、ベネズエラ糞線虫(丸山ら、英国サンガーセンターと共同研究)のゲノム解読と比較研究等があった。再シーケンス支援では、マウスの1世代あたりの変異率の測定に成功(八木ら)、苔類ゼニゴケの多型情報を取得データベース化することによって新たなモデル生物化(河内ら)等がある。
サッカー競技におけるトレーニング評価システムの実験的研究

サッカーの競技特性に応じたトレーニングやコンディショニングの評価に応用できる実用的な測定システムを開発することを目的とし、三角測量法を原理とした測定方法により実際のゲームにおけるプレーヤーの動きを詳細かつ高速に検出、分析する測定システムを開発した。方法は対象とするプレーヤーをポテンショメータが取り付けられた2代の照準器によって追従し、その際起こる回転信号を角度変換し、二次元の座標変換処理によって連続的にプレーヤーの位置を検出するものである。本研究ではこれまで実験的にデータ解析する段階であったこの測定方法をハードウェア、ソフトウェアの両面に大幅な改良によって実用性の高いシステムにすることをを試みた。データの処理速度は、ノート型パーソナルコンピュータNEC PC-9821Neのi486^<TM>SX-33MHzのCPUをCPUアクセラレータによって100MHzレベルにアップグレードし、12MのRAMというハード環境において、0.1秒のデータサンプリングによるリアルタイムの移動軌跡表示が可能となった。測定後には得られたA-D値、変換された角度値、ディスプレイ表示されたXY座標値をテキスト形式のシーケンシャルファイルとして直ちに保存できるようにした。これらのデータを用い、測定時にプレーヤー追従する際の微細な誤差を修正し、座標を再計算した上であらためて各座標を結ぶ距離を算出することによって移動距離、移動スピード、及び移動軌跡を表示できるようプログラムを作成した。このことによって、サッカーのゲームにおけるプレーヤーの動きを間接的に測定するという特徴を生かし、高速に分析処理することが可能となり、これまでの課題であった現場へ早期フィードバックするための測定システムとして実用化を達成した。本研究の目的は、サッカープレーヤーのトレーニングやコンディショニングに応用できる、多方向への動きのスピードをリアルタイムで測定、処理できるシステムの開発である。平成6年度は、走速度測定に応用する予定であった光センサー測定装置について、専門的立場からの示唆をあおいだ結果、野外フィールドで測定する場合、予想以上に太陽光線の影響を受けることが明らかとなった。このことが正確な測定の障害となることとから、これまでゲーム中の移動スピードを測定する目的で開発してきた三角法を応用したスピード測定器を用いる方法へ変更した。測定システムは、フィールド上の2ヶ所にポテンショメータの装着された照準器を設置し、被検者を追従することによって連続的に求められる2ヶ所の角度変化から、位置を検出するものである。本研究では、ゲーム中の動きより高い精度でスピード変化を求め、リアルタイム処理する必要があることから、特に測定システムの機械的精度を向上させること、およびデータの処理速度を高めるという二点についてハード面を中心に改善を計った。その結果、処理速度については、コンピュータの小型、高速化により十分対応できるレベルに達した。測定器についても、従来のより著しく機械的精度を高めることができた。平成6年度は、測定システムの精度に関する具体的数値を示すには至らなかったが、平成7年度は、フィールドテストの方法を検討する、測定システムの誤差範囲を実験的に詳細に求める、という二点が研究実施のための具体的計画であり、研究年度内に予備実験まで実施する予定である。本研究の目的は、サッカープレーヤのトレーニングやコンディショニングに応用できる、多方向への動きのスピードをリアルタイムで測定、処理できるシステムの開発である。平成6年度は、当初の計画した光センサーを利用した測定方法が野外の測定に適さない、という理由から三角法の原理を応用する方法へ変更した。平成7年度は、三角測量法の応用、すなわち2ヵ所の角度変化から、位置を検出するというの原理を利用した独自の測定装置の機械的精度をより高めること、およびリアルタイムで位置を検出するソフトウエアを開発した。具体的には移動する対象プレーヤーをグラウンド外の2ヵ所に設置した照準機で追従し、回転部分に装着されたポテンショメータの電圧変化を得ることによって、位置を検出するものである。グラウンドなどフィールドで測定する条件から、得られた電圧変化をノート型のパーソナルコンピュータに取り込み、A-D変換した後、2つの角度、2台の照準機間の距離によって、座標変換し、各点を結ぶ移動軌跡をリアルタイムで表示することに成功した。

演算および表示処理はコンピュータの処理能力に依存するが、予備実験の結果はi486^<TM>SXクロック33MHzのCPUにオーバードライブプロセッサによって100MHzレベルにアップグレートしたノートパソコンを用い、200msecのサンプリング時にも移動軌跡のリアルタイム表示を確認した。サッカープレーヤーのゲーム中やトレーニング時のスピード変化を求めるために、2000msecのサンプリングタイムは十分なものであり、測定装置の実用化に成功した成功したと言える。平成7年12月には、実際のサッカーのゲーム(Jリ-グおよびトヨタカップ)を対象に測定を実施、日本国内トップクラスのプレーヤおよびワールドクラスのプレーヤーの動きを、100msecの座標データとして得ることができた。