hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
圧力波による流れの実時間診断に関する研究

本研究は電子計算機による数値解析を援用した流れの診断法の開発を目的としている.ここで言う流れの診断とは,管路や流体機械等の流れ場内に存在する異物(固形物やキャビテ-ション)を外部から検出し,それらの位置や形状を同定することを意味する.上述の流れ診断法を一般的な流路に適用するための基礎研究として,まず単純形状の閉鎖空間を対象として研究を行った.水封のアクリル製と真ちゅう製の二種類の直方体容器内で,高圧放電による生成気泡により衝撃的圧力波を発生させた.その際,気泡の安定な発生,放電回路と受信回路の正確な同期,超高周波信号の受信,AD変換機を通して計算機へデ-タを高速にアクセスするプログラムを作成した.その結果,極めて測定精度の高いデ-タ計測が可能となった.計測デ-タを用いた計算結果より,同定すべき水中異物の形状が単純である場合(例えば球形),三次元の境界要素法逆問題を解く必要はなく,一次元理論を用いた方法により実用上十分な精度の解が得られることが明かになった.すなわち,実際の圧力波波面は非定常で複雑な三次元の形状を有するが,波動の異物内透過,異物内屈折,及び異物回りの回折のみに着目し,音響幾何学近似法を適用すれば,三次元計算は不要となる.ただし,流路の境界壁面については一次元解法では不十分であり,壁面の音響インピ-ダンスの特性を正確に考慮しなければならないことが明かになった.一方,同定すべき水中異物の形状が複雑である場合には,波動方程式に対する三次元の逆問題を解く必要がある.本研究では逆問題の解法として境界要素法の順解析を反復する方法が有望であると考え,三次元境界要素法を流路内の波動解析に適用する場合の高精度計算法を提案した.そして,この方法を用いて流路内の三次元異物を実時間で同定する方法を開発中であり,その成果については発表を予定している.本研究は電子計算機による数値解析を援用した流れの診断法の開発を目的としている.ここで言う流れの診断とは,管路や流体機械等の流れ場内に存在する異物(固形物やキャビテ-ション)を外部から検出し,それらの位置や形状を同定することを意味する.上述の流れ診断法を一般的な流路に適用するための基礎研究として,まず単純形状の閉鎖空間を対象として研究を行った.水封のアクリル製と真ちゅう製の二種類の直方体容器内で,高圧放電による生成気泡により衝撃的圧力波を発生させた.その際,気泡の安定な発生,放電回路と受信回路の正確な同期,超高周波信号の受信,AD変換機を通して計算機へデ-タを高速にアクセスするプログラムを作成した.その結果,極めて測定精度の高いデ-タ計測が可能となった.計測デ-タを用いた計算結果より,同定すべき水中異物の形状が単純である場合(例えば球形),三次元の境界要素法逆問題を解く必要はなく,一次元理論を用いた方法により実用上十分な精度の解が得られることが明かになった.すなわち,実際の圧力波波面は非定常で複雑な三次元の形状を有するが,波動の異物内透過,異物内屈折,及び異物回りの回折のみに着目し,音響幾何学近似法を適用すれば,三次元計算は不要となる.ただし,流路の境界壁面については一次元解法では不十分であり,壁面の音響インピ-ダンスの特性を正確に考慮しなければならないことが明かになった.一方,同定すべき水中異物の形状が複雑である場合には,波動方程式に対する三次元の逆問題を解く必要がある.本研究では逆問題の解法として境界要素法の順解析を反復する方法が有望であると考え,三次元境界要素法を流路内の波動解析に適用する場合の高精度計算法を提案した.そして,この方法を用いて流路内の三次元異物を実時間で同定する方法を開発中であり,その成果については発表を予定している.現象の観察を容易にするため水封のアクリル製直方体容器の中で、高圧放電の生成気泡によるパルス状圧力の発生と、壁面上の圧力変換器による圧力波の受信実験を行った。その際、放電回路と受信センサからのデ-タの取り込みの部分について同期が正確に行われるように回路を作成した。さらに、可能な限り高周波までの信号を受信し、デ-タをパソコンあるいはス-パ-ミニコンで高速解析するためのプログラムを作成した。そのためには高周波作動型のAD変換器が必要であった。以上の実験と波形解析の結果、放電によって発生させたパルス状圧力について、高精度で高速の同期計測と波形の再構成が可能となった。そして、非常に再現性の高い圧力波の発生とその計測技術を開発することができた。本研究は非定常な流れの現象をパルス波を用いて実時間診断することを目的としているので、瞬時値の高精度な計測が不可欠である。その際、入射パルス波に対する時系列応答計測という極めて再現性の得にくい計測に対して、信頼性のある計測技術を確立することが達成されたのは本年度の大きな成果であると考えている。さらに、この実験を通してアクリルによる反射特性の一部が明らかとなり、逆解析計算に対するインプットデ-タ化を考えている。境界要素法による逆問題の解析については、剛体壁の直方体容器内に剛球あるいは球状キャビティがある場合に対して、壁面上の受信圧力波を用いて位置と形状の同定計算を行うプログラムをコ-ド化し、精度の良い逆解析が可能であることを確認した。

本研究は管路や羽根車流路内で発生させた衝撃的圧力波(音波)を流路壁面に配置した多数の圧力センサによって受信し,得られた圧力波波形から境界要素法逆問題を解いて,流れの内部に存在する異物(気泡,固形物)を同定することを目的とする.本年度は,水封のアクリル製直方体容器内で,高圧放電による生成気泡により衝撃圧力波を発生させ,容器内に金属球が存在する場合としない場合について,圧力波形の計測実験と逆解析計算を行った.その際,同一規模の気泡の安定な発生,放電回路と受信回路の正確な同期,超高周波信号の受信,AD変換器を通して電子計算機へデ-タを取込むプログラムの製作を行った.その結果,極めて測定精度と再現性の高いデ-タ計測が可能となった.ただし圧力計測点が一点であること,およびアクリル製容器の場合には剛体壁と近似できないという理由により,逆解析計算の実用的精度は十分ではなかった.そこで,真ちゅう製の直方体容器を製作し,容器壁に多数個の圧力変換器を取り付けて,圧力波形の計測実験と逆解析計算を行った.その際,多数個の圧力計測デ-タを同時高速処理するプログラムと並列回路を作成した.その結果,真ちゅう製容器壁からの反射波はアクリル製容器壁からの反射波に比べて,位相と振幅が大きく変化すること,およびステンレス球が存在する場合には,球内の透過波を考慮する必要があることなど重要な知見が得られた.これらの結果より逆解析計算の同定精度は向上した.次に,計算を実用的流路に適用するために,三次元の分岐管に対する音響特性の境界要素法計算,および圧力波受信の計測実験を行った.これらの結果については学会発表を予定している.本研究は管路や羽根車流路内で発光させた衛撃的圧力波(音波)を流路壁面に配置した多数の圧力センサによって受信し,得られた圧力波波形から境界要素法逆問題を解いて,流れの中の異物(固形物,気泡など)の位置,形状を同定することを目的とする.本年度は,水封のアクリル製と真ちゅう製の二種類の直方体容器内で,高圧放電による生成気泡により衝撃的圧力波を発生させた.その際,同一規模の気泡の安定な発生,放電回路と受信回路の正確な同期,超高周波信号の受信,AD変換機を通して計算機へデ-タを高速にアクセスするプログラムを作成した.その結果,極めて測定精度と再現性の高いデ-タ計測が可能となった.計測デ-タを用いた計算結果より,同定すべき水中異物の形状が単純である場合は(例えば,球形),三次元の境界要素法逆問題を解く必要はなく,一次元理論を用いた方法により実用上十分な精度の解が得られることが明らかになった.すなわち,実際の圧力波波面は非定常で複雑な三次元の形状を有するが,波動の異物内透過,異物内屈折,及び異物回りの回折のみに着目し,音響幾何学近似法を適用すれば,三次元計算は不要となる.ただし,流路の境界壁面については一次元解法では不十分であり,壁面の音響インピ-ダンスの特性を正確に考慮しなければならないことが明かになった.一方,同定すべき水中異物の形状が複雑である場合には,三次元逆解法を必要とする.本研究では,境界要素法の順解析を高速に反復し,最適値を探索を計算ソフトおよび演算回路を作製し,実験より計測されたデ-タを用いて三次元逆解析による異物同性を実行した.結果については学会発表を予定している.
X線照射後の再増殖腫瘍の分子病態解明

ヌード腫瘍(ヒト大細胞性肺癌由来:IA)を用いて光子線照射前後の同腫瘍のclonogenのgrowht kineticsの研究を行い、放射線抵抗性低酸素下分裂細胞の存在を明らかにした。同細胞の再分裂増殖は、再発の源であり、分割照射日時のrepairに続くrepopulationの本体と考えられた。当細胞は、P-53のエクソン6コドン192、P-16のエクソン2コドン101およびK-rasのエクソン1コドン12のpoint mutationを有している。また同腫瘍はトリプシン処理によらず物理的に単個細胞となる特性を有する。X線照射後に同腫瘍のclonogenのGrowth Kineticsを分析したところ、1日目までの12Gy照射で10倍以上の著しい生存率の回復(PLD repair)、3-5日以降に急速に生存率の上昇(accelerated repopulation)が起った。昨年までにマイクロアレイ法にて培養細胞およびヌードマウス腫瘍における遺伝子発現変化の解析を行い放射線照射後の再増に関わる遺伝子候補を検討した。今年度はRT-PCR法を用いてマイクロアレイの結果の再確認を行いさらに候補遺伝子の同定を行った。マイクロアレイの結果を解釈するためにX線照射後に特異的に起こる現象であるか否かの検討を加える必要が有ると考えX線照射実験の追試およびIA細胞移植ヌードマウス腫瘍に対しコロニー形成実験にて炭素線照射後のclonogenの生存率の解析を行った。同腫瘍に対し炭素線照射後のclonogenの生存率の解析を行ったところ、X線と炭素線に3-5日以降のrepopulationは観られたが、1日目のPLD repair現象は観られず、X線照射後の再増殖は遺伝子修復能の違いによって起こる事が示唆され、細胞接着、免疫関連遺伝子と遺伝子修復との関連付けのための機能解析を進めているところである。今年度は、X線照射後の再増殖腫瘍は無血管下で活発に増殖する放射線抵抗性細胞で有ると考え、ヒト大細胞性肺癌由来細胞:IAおよび再増殖腫瘍のモデルとしてin vitroにおいて、低酸素培養下に適応して増殖する細胞:H2を樹立し、これらの細胞をヌードマウスに移植して得たヌード腫瘍(mH2)に対して22Kカスタムオリゴアレイを用いた遺伝子発現変化の解析を行った。IAとH2に対する放射線感受性を比較した結果、In vitroでは両者の相違は見られなかったが、In vivo(ヌード腫瘍照射後、培養系でコロニー形成法にて生残率測定)ではH2は低感受性を認めた。また、低酸素下増殖細胞(H2)移植ヌードマウス腫瘍(mH2)は、オリジナルIA細胞移植ヌードマウス腫瘍(mIA)に較べて腫瘍表面の血管に乏しく繊維組織豊富な硬い腫瘍を形成し、腫瘍中心部のネクローシスを起こしにくい特徴を示した。HE染色による形態観察においても、mIAに較べてmH2は間質細胞が多く、内部の血管の誘導が少ないことが示唆された。さらに、培養細胞における、遺伝子発現変化をマイクロアレイ法にて解析した。発現比2倍をcut off値として解析を行った結果、細胞では発現誘導134スポット、発現抑制100スポットに変化が見られた。発現比に差のあった遺伝子のOntology分類を行った。その結果Cell communicationに関わる遺伝子群に差が認められた。ヌードマウス腫瘍の遺伝子発現解析ではANOVA解析から321遺伝子に有意(p<0.01)変化が見られこれらの遺伝子のOntology分類を行った。metabolismの違いが、ヌードマウス腫瘍(mIA、mH2)の性質の違いを反映している素因である事が示唆された。主に発現変化の見られた遺伝子には、細胞レベルではCXCL1、CXCL2発現抑制が観られ、ヌードマウス腫瘍では発現誘導または抑制の観られた遺伝子の中には、IFI27、cytokine receptorの一つであるEBI3、cytokine-like protein C17などの免疫関連遺伝子があった。

同腫瘍に対し炭素線照射後のclonogenの生存率の解析を行ったところ、X線と炭素線に3-5日以降のrepopulationは観られたが、1日目のPLD repair現象は観られず、X線照射後の再増殖は遺伝子修復能の違いによって起こる事が示唆され、細胞接着、免疫関連遺伝子と遺伝子修復との関連付けのための機能解析を進めているところである。
市町村合併や圏域化による義務教育行政の広域化に関する研究

平成30年度においては,市町村合併により広域化した自治体への訪問聞き取り調査を主に実施した。前年度までの研究で小中一貫教育との関係性が見いだされたため,国立教育政策研究所のプロジェクト研究と共同研究により,小中一貫教育を実施する地域を重点的に調査した。合併前の市町村域を越えた学校統廃合は通学距離や地域住民との関係で困難が大きいため,多くの市町村ではできる限り合併前の市町村域に1校は学校を維持しようとする姿勢が見られた。この際,小中一貫教育を導入することにより,小・中学校間の児童生徒間の交流や教員の学校(課程)間乗り入れ授業等を持たせる工夫のように,1学年1学級程度の小規模校でも地域に学校を残そうとする様々な工夫が見られた。また,近年はコミュニティ・スクール等の施策により地域と学校の関係性強化が進んでおり,学校教育における地域人材の活用が求められている。過疎地を中心に適任な地域人材を探すのに苦労するような事例も見出された。その意味でも,教育行政の広域化により幅広い人材を活用できる可能性も見出された。市町村合併前後の費用削減効果についても事例から考え,どの自治体でも一定の効果が見られていたことが分かった。ただし,費用の最も大部分を占める人件費関連については,教育行政部分だけではなく一般行政部分も含めた定年等の退職者の補充を控える自然減に頼らざるを得ず,限定的であることも見えてきた。市町村合併と公立小学校の統廃合との関係性について,平成の合併期における市町村別のデータを用いて分析をした。この結果,市町村合併を経験した市町村では,その後の学校統廃合が生じやすくなるという関係性が見られることを明らかにした。学校統廃合に関係すると予想される別の要因をコントロールしても,この関係性が見られることについても確認した。このことから,従来的な人口減少が予想される中で,市町村を超えた教育行政の枠組みといった教育行政の広域化が予想されるが,このような広域化が生じた場合には学校の統廃合が生じやすくなることを示唆している。以上の成果については,日本教育行政学会において報告した上で,原稿に取りまとめた(本稿執筆時点では投稿審査中の段階である)。また,現状の主に義務教育関係の教育行政に関して,通常の市町村単位よりも広域的な地域区分(例:教育事務所単位)に関する様々な資料の収集を進めたり,市町村合併した地域についてもどのような地域で生じているか等の資料収集を進めてきた。現段階では,これらの資料に関する整理を進めている段階である。成果が出る段階にまでは至っていないものの,今後の研究につなげるための作業は着々と進んでいる。その他,計画していた他の数的アプローチに向けたデータ収集は,施設的な都合で若干の遅れが生じているが,可能なものから統計法上の利用申請手続きを行うなどの準備を順次進めている状況である。所属研究所の業務で緊急的に対応せねばならない案件が生じ,当初の想定以上に本課題への研究時間が確保できなかった。また,本研究に必要なデータ収集に不可欠な所属研究所の施設が半年以上不調となり,それまでに収集できたデータでの分析しかできない状況が長期にわたって続いたことも理由として挙げられる。市町村合併と公立小学校統廃合の関係に関する分析から開始したが,研究進捗により構築したデータの見直しを要することとなった。また,学会報告時にフロアからの小学校だけではなく中学校の統廃合も分析してみてはどうかという趣旨の提案があり,それに向けた検討や新たなデータ構築に時間を要している。前年度より進めていた,市町村合併と公立小学校の統廃合との関係性に関する分析を行った。この結果,市町村合併が生じた自治体では,その後に統廃合が生じやすいという関係性を見出した。さらに,市町村合併と公立中学校の学校統廃合との関係性の分析にも拡張し,同様の関係性があることも見出した。この際,学級数から見た学校規模や市町村の財政状況,市町村面積などとの関係性をコントロールして分析していた。小・中学校ともに,自治体地域内に複式学級ができうる規模の学級数であれば学校統廃合が生じやすいことが分かった。ただ,財政状況が良くない自治体ほど統廃合が生じる確率が高い関係性が,小学校の場合には見られたものの,中学校の場合には見られなかった。以上の成果については,小学校部分の分析は所属研究所の紀要に研究ノートとしてまとめ,中学校部分への拡張した分析は2016年秋の日本教育行政学会において報告した。その他,近年進んでいる定住自立圏のような,教育行政よりも広い部分での行政の圏域化の状況について,文献等による調査や情報収集を進めた。また,教育行政の広域化を進めている先進的な地域についても文献等での調査を進め,2017年度に訪問調査を行うべく準備を進めた。その他の広域化を想定したシミュレーションについても,必要なデータの収集を進めたり,文科省等への統計データの二次利用申請を進めたりすることで,分析を進めるための準備を進めた。前年度からの研究進捗に遅れがあったことに加え,学校統廃合に関する分析のために文科省から得た学校基本調査データに想定外の不備があることが分かり,その部分の再確認等に大幅な時間を要したため。平成29年度においては,市町村合併により広域化した自治体や複数自治体が共同設置した教育委員会への訪問聞き取り調査を主に実施した。地域と学校の関係性が重要視されつつある中で,旧来の自治体の領域での住民の繋がりを考慮して,旧自治体地域を超えた学校統廃合は比較的難しい傾向が見えてきている。

ただ,旧自治体地域を超えた統廃合をした事例への聞き取り調査が時間の制約によってあまり進んでおらず,この部分を補うことは平成30年度の課題として残されている。また,局地的な小規模校への対応として,旧来から進められている学校統廃合による適正規模化だけではなく,小中一貫教育を中心とした特色ある教育の導入(義務教育学校の設立等)により,地域に学校を存続させようとする事例も見出された。さらに,複数自治体が共同設置した教育委員会の主なメリットとして,人事異動のある教員を地域で継続的に確保できることなどが見いだされてきた。その反面,広域化による移動範囲の拡大や自治体間の財政力格差等でハード面での足並みがそろいにくいなどの課題も見出された。また,ほとんどの地域において市町村単位での教育行政がなされていることに加えて,首長部局との関係性もあり,教育委員会の共同設置による広域化は困難性が高いことも見えてきた。その他においては,前年度までに進めてきた市町村合併と小・中学校の学校統廃合の有無に関する関係性の再検討を行い,関連する文献や各地域における情報収集等を進めてきた。所属研究所で緊急的な対応を要する業務が生じたため,研究開始当初から研究時間の確保が非常に困難となった。また,研究で用いる文科省の学校基本調査の個票データ(統計法による申請を行い承諾を得たもの)に予想外の不備への対応に加え,所属機関の設備更新等による同データの利用が困難な時期があった。このため,予定していた訪問聞き取り調査の先送りや分析作業等の効率化を図ってはいるものの,全体的な研究遅延は回復しきれていないのが実情である。平成30年度においては,市町村合併により広域化した自治体への訪問聞き取り調査を主に実施した。前年度までの研究で小中一貫教育との関係性が見いだされたため,国立教育政策研究所のプロジェクト研究と共同研究により,小中一貫教育を実施する地域を重点的に調査した。合併前の市町村域を越えた学校統廃合は通学距離や地域住民との関係で困難が大きいため,多くの市町村ではできる限り合併前の市町村域に1校は学校を維持しようとする姿勢が見られた。この際,小中一貫教育を導入することにより,小・中学校間の児童生徒間の交流や教員の学校(課程)間乗り入れ授業等を持たせる工夫のように,1学年1学級程度の小規模校でも地域に学校を残そうとする様々な工夫が見られた。また,近年はコミュニティ・スクール等の施策により地域と学校の関係性強化が進んでおり,学校教育における地域人材の活用が求められている。過疎地を中心に適任な地域人材を探すのに苦労するような事例も見出された。その意味でも,教育行政の広域化により幅広い人材を活用できる可能性も見出された。市町村合併前後の費用削減効果についても事例から考え,どの自治体でも一定の効果が見られていたことが分かった。ただし,費用の最も大部分を占める人件費関連については,教育行政部分だけではなく一般行政部分も含めた定年等の退職者の補充を控える自然減に頼らざるを得ず,限定的であることも見えてきた。若干の研究進捗の遅れは見られるものの,研究を進めるための基盤は整いつつあるので,今後はこれを基に当初計画に沿った形での研究を進める予定である。
日本人ムスリムの若者たち：トランスナショナルな生活実践とアイデンティティ形成

本研究は、日本人を母にパキスタン人を父にもつ日本人ムスリムの若者たちを対象とするインタヴュー調査の結果から、彼ら彼女らのトランスナショナルな生活実践やアイデンティティ形成のプロセスを明らかにし、その事例から、グローバル化における日本社会の多文化化の深化について考察することを目的とする。2018年度には、追加インタビュー調査を行い、これまでの調査で総計35名から聞き取りを行うことができた。そのデータをもとに、次の2点についてデータの整理と分析を進めた。1親世代のトランスナショナルな生活戦略や人のネットワークが、次世代の社会経済的地位(教育、職業など)をいかに規定しているか、2日本や他国における排除や包摂の経験や家庭内での力関係が、若者たちの帰属の感覚やアイデンティティ形成にどのように影響しているか。上記の作業をもとに、2018年度に日本国内と海外で複数の口頭発表を行った。それらの発表においては、成長期に多様な国境間移動を経験し、現在は日本国内やトランスナショナルな社会空間を生きる若者たちが、制度的、非制度的な排除と包摂を経験してきたことを明らかにしたうえで、彼ら彼女らがそうした経験をいかに解釈し、さらに、親族や友人ネットワークなどの社会関係資本や言語/文化/宗教的な資源を動員しつつ、社会関係やアイデンティティ、帰属の感覚をいかに形成しているのかを具体的事例の分析から明らかにした。とくに、女性へのインタビュー結果から、多様かつ複雑な自己形成の軌跡に、国籍、ジェンダー、宗教、階層などが複雑に交差していることを示し、彼女たちがムスリム女性としてのアイデンティティを再創造しようとしているプロセスを照射した。研究代表者が2018年度に所属研究機関における公務のために多忙となり、予定どおりにデータの整理、分析の作業が進まなかったため。35名の聞き取り調査のデータ分析について、2018年度の口頭発表でその主要な側面のいくつかをカバーすることができたが、2019年度は、全体的にデータの整理と分析を行い、より包括的なかたちで研究成果を執筆する。また、関連する先行文献と接合させることで理論的な考察を進める作業にも重点を置く。日本人の母とパキスタン人の父をもち、現在20代に達しつつある日本人ムスリムの若者たちへの詳細な聞き取り調査の結果から、日本、パキスタン、アラブ首長国連邦を主な拠点として成長する過程でのトランスナショナルな移動と教育達成、キャリア形成等に関わる実態および、その背景にあるナショナル/グローバルなレベルでの構造的諸要因が明らかになりつつある。平成28年度中に行った調査研究から主に以下のような点を照射することができた。1.若者たちのトランスナショナルな移動の過程で動員される親世代と第二世代の社会的、文化的資源や戦略や、様々な制約等、2.親密圏がグローバル化する過程で生じる親族関係の動態、そこでの感情やモノ、サービスの互酬的関係、国家間格差やジェンダー、世代等が絡まり合う親族集団内の権力バランス。3.日本および移動先の国における、外見や宗教等による排除の経験や、それへの当事者らの応答。特に重要な成果として、これらの過程で生じている多面的かつ複雑な宗教的、文化的なアイデンティティの形成や、その過程と不可分に関わる社会的ネットワークの形成プロセスが明らかとなった。このほか、現時点での若者たちの課題として、国際結婚の第二世代の婚姻をめぐる意識や実践についても聞き取りを行うことができた。既存研究では、超国境的な家族の形成に国家、階層、ジェンダー、宗教等の差異がいかに交差することが明らかにされてきたが、本調査においては、そうした複合的な差異や力関係の相互作用に世代という時間軸が交わることで、いかなる社会、文化的変容が生じつつあるのかが明らかとなりつつある。これらの成果は、グローバル化が深化するなかで生じつつある社会的、文化的動態や、社会統合、マイノリティの包摂や排除をめぐる諸課題等に対して、日本およびアジアという地点からの事例を提供するものである。2016年4月以降、調査の設計や準備等を行った後、6月に国内(主に関東圏)と海外(アラブ首長国連邦とパキスタン)において日本人の母とパキスタン人の父をもつ日本人ムスリムの若者を主な対象に聞き取り調査を開始した。現在まで、若者31名から1回につき1時間30分3時間の聞き取りを行い、うち5名からは2回目の聞き取りを行い、そのうち4名については日本と海外の双方での聞き取りを行うことができた。2016年度には関東圏の調査のほか、次年度以降に予定していたアラブ首長国連邦およびパキスタンで調査を行うことができ、複数の地点からの調査を効果的に進めることができた。若者世代のほか、親世代からも可能な限り聞き取り調査等を行い、多角的なデータを収集するよう努めた。並行して、親密圏のグローバル化、世代間の階層移動、移動する若者のアイデンティティ形成、社会の多元化に関わる政策等に関する文献調査を進めた。1月には、国内2か所において成果の中間報告を行った後、聞き取り調査を続けながら、データの整理・分析を進めた。現在、これらの調査データを整理し、調査内容を軌道修正しつつ理論的方向性の検討を進めている段階である。日本人の母親とパキスタン人の父親をもつ日本人ムスリムの若者を対象としたインタビュー調査を継続するとともに、インタヴュー・データの整理・分析に注力し、その経過を中間報告のかたちで学会やシンポジウム等で発表した。インタヴュー調査に関しては、2016年度と2017年度の2年で計33名の調査を行い、その一部に対しては複数回の調査を行った。調査対象者は、男性11名、女性22名で、年齢は10代後半から30代前半で、うち20代が25名であった。

これらの若者に対して、成長過程における国境間移動、教育や就業をめぐる意識や実践、複数の社会での排除や包摂をめぐる経験、社会的ネットワーク(親族/友人等)、親世代との関係、トランスナショナルな生活世界におけるアイデンティティ形成のプロセス等について半構造的なインタビューを行った。ここからは主に以下のような点が明らかになりつつある。(1)トランスナショナルな移動の軌跡とそこに介在する諸要因、(2)トランスナショナルな親密圏の多様性とライフサイクルの進行による変化のプロセス、(3)若者たちの帰属の感覚や、複数の地点におけるイスラームや「外国人」「ハーフ」などをめぐる言説との相互作用、(4)親世代との間での宗教的、文化的規範(とくにジェンダー理念)をめぐる交渉。これまでの分析の過程から、日本人ムスリムの若者たちのトランスナショナルな生活実践とアイデンティティ形成の多面性および複雑性が浮かびあがりつつある。そうした若者たちの姿は、グローバル化が深化する現代世界における個-エスニック集団-国家の相互の関係や、多文化社会における包摂と排除の政治、そこから生成されるアイデンティティの動態を把握するための糸口を提供するものと考えられる。現時点までで予定していた国内および海外でのインタビュー調査をほぼ終えることができ、(1)収集したデータの整理と分析、(2)関連分野における先行文献の理論的な枠組みとの接合、という二つの作業もおおむね順調に進んでいる。また、2017年度は、これまでの調査で得られた結果を中間報告のかたちで、国内外の学会、シンポジウム、研究会、一般に公開されたセミナー等で発表する作業も予定どおり行うことができた。そうした発表の場での意見交換を参考にしつつ、分析を軌道修正し、データの整理と理論的な考察を進める段階にある。本研究は、日本人を母にパキスタン人を父にもつ日本人ムスリムの若者たちを対象とするインタヴュー調査の結果から、彼ら彼女らのトランスナショナルな生活実践やアイデンティティ形成のプロセスを明らかにし、その事例から、グローバル化における日本社会の多文化化の深化について考察することを目的とする。2018年度には、追加インタビュー調査を行い、これまでの調査で総計35名から聞き取りを行うことができた。そのデータをもとに、次の2点についてデータの整理と分析を進めた。1親世代のトランスナショナルな生活戦略や人のネットワークが、次世代の社会経済的地位(教育、職業など)をいかに規定しているか、2日本や他国における排除や包摂の経験や家庭内での力関係が、若者たちの帰属の感覚やアイデンティティ形成にどのように影響しているか。上記の作業をもとに、2018年度に日本国内と海外で複数の口頭発表を行った。それらの発表においては、成長期に多様な国境間移動を経験し、現在は日本国内やトランスナショナルな社会空間を生きる若者たちが、制度的、非制度的な排除と包摂を経験してきたことを明らかにしたうえで、彼ら彼女らがそうした経験をいかに解釈し、さらに、親族や友人ネットワークなどの社会関係資本や言語/文化/宗教的な資源を動員しつつ、社会関係やアイデンティティ、帰属の感覚をいかに形成しているのかを具体的事例の分析から明らかにした。
メゾスコピック分子組織体の固液界面における動的挙動の電気化学制御

1.金電極表面上のビオロゲンチオール単分子層の動的挙動とその制御:ビオロゲンチオール単分子層の動的酸化還元挙動は、単分子層形成時の共存アニオンに強く影響を受けること、また、反応中心と電解質アニオンとのバインディングに支配されることがわかった。共存アニオンの記憶は、より疎水性の高い電解質イオンによって消去されることがわかった。単分子層の酸化還元に伴うダイナミックなイオン移動は、電荷補償のために共役するだけでなく、膜構造にダイナミックに影響することが浮き彫りになった。2.ヘペリシンの動的酸化還元挙動の脂質膜への取り込みによる制御:水溶性のないヘペリシンの酸化還元活性を、カチオン性脂質膜へ取り込ませることにより、水中で発現させることができ、かつ脂質分子構造で酸化還元電位を制御できた。3.オクタデシルローダミンB(C_<18>RhB)のHOPG電極上での動的挙動と界面活性剤分子の共存効果:C_<18>RhBは、酸化還元だけでなく、表面電荷・電場の変化によって吸脱着などの非ファラデー過程によりエレクトロリフレクタンス応答を与えることがわかった。界面活性剤分子の共存により、酸化還元がより可逆的になる一方で、非ファラデー過程が抑制された。4.長鎖ビオロゲン単分子吸着層構造の動的制御:ヘプチルビオロゲン単分子吸着層が与えるボルタンメトリのスパイク応答の出現条件を究明し、また、この応答が、核生成-成長-衝突メカニズムに動的支配される酸化還元に伴うGibbs膜とLangmuir膜間の一次のファラデー相転移であることを発見した。5.金ナノ粒子の動的挙動:金電極表面上に有機単分子層を介して固定化した金ナノ粒子の動的分光電気化学測定の結果、表面プラズモン吸収の変化に伴うエレクトロリフレクタンス応答が観測され、それが粒子のcharging-dischargingのダイナミクスによるものであることが明らかになった。1.金電極表面上のビオロゲンチオール単分子層の動的挙動とその制御ビオロゲンの動的酸化還元挙動は、対アニオンに強く影響を受け、そのメカニズムが、ビオロゲンおよびそのラジカルカチオンとアニオンとのバインディングを考慮したモデルで熱力学的に説明できることがわかった。また一方で、ラジカルカチオンの配向やダイマー化状態は、アニオンバインディングの影響をほとんど受けないことがわかった。2.ヘペリシンの動的酸化還元挙動の脂質膜への取り込みによる制御水溶性のないヘペリシンの酸化還元活性を、カチオン性脂質膜へ取り込ませることにより、水中で発現させることができ、かつ脂質分子構造で酸化還元電位を制御できることがわかった。3.オクタデシルローダミンB(C_<18>RhB)のHOPG電極上での動的挙動と界面活性剤分子の共存効果C_<18>RhBは、酸化還元だけでなく、表面電荷・電場の変化によって吸脱着などの非ファラデー過程によりエレクトロリフレクタンス応答を与えることがわかった。界面活性剤分子の共存により、酸化還元がより可逆的になる一方で、非ファラデー過程が抑制されることがわかった。4.長鎖ビオロゲン単分子吸着層の動的挙動-酸化還元による膜構造の動的制御長鎖ビオロゲン単分子吸着層は、酸化還元反応にカップルして相転移的挙動を示すことによりスパイク状応答を与える。その出現条件を精密に究明することに成功した。次年度、さらに詳細な検討を計画している。

1.金電極表面上のビオロゲンチオール単分子層の動的挙動とその制御ビオロゲンの動的酸化還元挙動は、ビオロゲンおよびそのラジカルカチオンと電解質アニオンとのバインディングだけでなく、単分子層形成時の共存アニオンによっても強く影響を受けることがわかった。共存アニオンの記憶は、より疎水性の高い電解質イオンによって消去されること、膜内-電解質溶液間のイオン交換は非常に速いことなどが解明された。また、これらの現象は、金電極が単結晶であるか否かに依存することを発見した。このように、単分子層の酸化還元に伴うダイナミックなイオン移動は、単に電荷補償のために共役するだけでなく、膜構造にダイナミックに影響することが浮き彫りになった。2.長鎖ビオロゲン単分子吸着層の動的挙動-酸化還元による膜構造の動的制御長鎖ビオロゲン単分子吸着層は、スパイク状のポルタンメトリ応答を与える。この応答が、酸化還元に伴うGibbs膜とLangmuir膜間のファラデー相転移であり、相転移は緩慢転移でなく一次転移であって、相変化のダイナミクスは核生成-成長-衝突メカニズムに支配されることを、HOPG電極上のへプチルビオロゲンについて発見した。3.金ナノ粒子の動的挙動金電極表面上に有機単分子層(種々の鎖長のアミノアルカンチオール等)を介して固定化した金ナノ粒子の動的分光電気化学測定を、ER法を用いて行ったところ、表面プラズモン吸収の変化に伴う応答が観測され、それが粒子のcharging-dischargingのダイナミクスによるものであることが明らかになった。さらに、単分子膜修飾金クラスターの単結晶金電極表面でのダイナミックな電位応答挙動を検出することに成功した。
ホヤ初期卵割期におけるシグナル伝達の機能解析

ホヤ卵はその発生の多くを卵内に局在する母性因子に依存すると考えられてきたが、近年、初期卵割期の割球同士の細胞間相互作用も重要な働きをしていることが分かってきた。細胞数が少なく細胞系譜に沿った遺伝子の発現と機能を解析するのに有利なホヤの特徴を利用して、ホヤ初期胚に準備されたさまざまなシグナル伝達系の発生における機能を単一細胞レベルで解明すべく、以下の分子について解析を行った。・Wnt-5:ホヤ卵内で見出された母性Wnt-5が局在する胚の後極は、これまでの研究から胚の前後軸形成に必須とされる領域だった。現在、卵内に蓄積されたmRNAをアンチセンスオリゴで破壊した上で発生させたときの効果を見つつある。また、Wnt-5の注入胚で観察される尾部の形態形成異常は、As-T遺伝子プロモーターを用いて脊索特異的にWnt-5を発現させた時に再現されたことから、母性Wnt-5の過剰な効果というより、脊索でWnt-5シグナルが正常胚のレベルを超えて過剰に発現することによるものと判明した。このことは脊索の伸長にともなう尾部の形態形成過程にWnt-5シグナルが関わっていることを示唆している。・Smad1/5:得られたsmad分子は脊椎動物のsmad1と5の共通祖先遺伝子から分岐したものであることからsmad1/5と名づけた。母性のmRNAは胚の動物半球に蓄積し、胚性のmRNAも予定表皮割球に特異的に発現することが分かった。予定表皮割球の一部は神経誘導を受けて神経に分化するが、smad1/5は発生運命が表皮に限定された割球でのみ発現することが判明した。このことから表皮の運命決定にBMPカスケードが密接な機能をもっていることを示唆された。・このほかFGF受容体、BMP受容体についてもクローニングと解析を行った。
問題解決システムのための組合せ最適化アルゴリズムに関する研究

現実社会のさまざまな状況において「最適化」が求められている.本研究の目的は,問題解決のツールとして,高性能かつ汎用的な組合せ最適化アルゴリズムを開発することである.本研究では,従来の研究成果をもとに,アルゴリズムの性能を高めるための手法について検討するとともに,より広範な問題を扱うことができるようモデルの拡張を行った.また,時間割作成問題,ナース・スケジューリング問題,資源制約スケジューリング問題などに対する計算実験を行い,提案手法の有用性を確認した.現実社会のさまざまな状況において「最適化」が求められている.本研究の目的は,問題解決のツールとして,高性能かつ汎用的な組合せ最適化アルゴリズムを開発することである.本研究では,従来の研究成果をもとに,アルゴリズムの性能を高めるための手法について検討するとともに,より広範な問題を扱うことができるようモデルの拡張を行った.また,時間割作成問題,ナース・スケジューリング問題,資源制約スケジューリング問題などに対する計算実験を行い,提案手法の有用性を確認した.本研究は、汎用性と高性能性の両立を目指して開発されてきた組合せ最適化アルゴリズムを基本に、機能の充実を図りながら、これをユーザにとってより使いやすい形に発展させることを目的とする。本年度実施した研究内容は以下の通りである。1.再最適化機能の実現に向けて、割当てタイプの最適化問題を対象に予備的な数値実験を行った。最適化問題本来の目的関数値と、再最適化による解の変化量の両方を評価尺度としたときの、これらのトレードオフの関係について調べた。今後は、このトレードオフを考慮し、多様な解を効率よく探索するためのアルゴリズムを設計していく予定である。2.入力データに誤差が含まれる状況を想定し、その不確実性に対して頑健な解を探索することを目的としたアルゴリズムの設計を行った。具体的には、辺の長さが確率変数として与えられる場合の最短路問題を対象として扱い、以下の手法を試みた。まず、辺の長さの実現値として、複数のシナリオを生成する。そして、どのシナリオにおいても経路長がある一定値以下となるよう上限を設定した上で、全シナリオに対する平均経路長が最短となる経路を求める。上限の値を変化させながら経路探索を繰り返し行うことで、平均路長だけでなく、最悪シナリオにおける経路長をも考慮した経路探索が実現できることを示した。3.大規模な線形計画問題(あるいは整数計画問題)を解くために使われる手法として、列生成法がよく知られている。さまざまなタイプの割当て問題を包括するような汎用的な問題に対し、列生成法を利用したアルゴリズムを開発することを目指し、その準備段階として、幾つかのスケジューリング問題を例題に列生成法の適用を行った。今後、列生成法とメタヒューリスティクスを組合わせた手法について研究を進めていく予定である。本研究は、汎用性と高性能性の両立を目指して開発されてきた組合せ最適化アルゴリズムを基本に、機能の充実を図りながら、これをユーザにとってより使いやすい形に発展させることを目的とする。本年度の主な成果は以下の通りである。●ジョブショップスケジューリングの拡張として、各ジョブは納期を持ち、さらに、費用を投入することで作業の処理時間を短縮することのできる問題を考え、これに対する局所探索法を設計した。局所探索法では、近傍解のコスト計算を繰り返し行う必要があるが、この問題に対してはコスト計算に時間がかかるため、とくに大規模な問題例に対しては効率的な探索が困難である。そこで、解のコスト計算を厳密に行う厳密評価と、少ない計算手間でコストの近似値を計算する簡易評価の2種類を併用する手法を試み、その有用性を確認した。この手法を応用することで、計算時間と解の精度のトレードオフを、ユーザが問題の規模に応じて調節可能になると考えられる。●最適化アルゴリズムを利用した問題解決を行うには、適切な最適化モデルと適切なデータが必要となる。しかし、多くの場合、それらを用意することは容易ではなく、通常、「最適化」、「モデルやデータの修正」、「再最適化」を繰り返し行うことになる。そこで、スタッフ・スケジューリングを例に、このプロセスにかかる手間を軽減することを目的としたアプローチについて検討した。基本的には、種々の条件を扱うことのできる汎用モデルを最適化モデルとして採用することで、データに対する修正のみを行う状況を想定する。最適解に加え、データ修正に役立つ情報を提示することのできるアルゴリズムの設計を開始した。実装および評価は次年度に行う予定である。
高頻度にターゲットインテグレーションを起こすニワトリB細胞株の解析

ゲノムDNA上に2本鎖切断が起こり、それが修復されないと真核細胞は死亡する。真核細胞組み換え修復(相同組み換え)とend joiningという2種類のDNA2本鎖切断修復経路を持つ。これらの生化学反応に関わるタンパク群は、その1次構造が酵母からヒトに至るまで非常によく保存されている。組み換え修復に関わる遺伝子群をRAD52エピスタシスグループと呼び、10種類以上の遺伝子が酵母とヒトでそれぞれ知られている。RAD51は、このエピスタシスグ-ルプの一員であり、酵母のRad51欠損株は、増殖可能であるが、ゲノム上に2本鎖切断を誘導する電離放射線照射に対して対して著しく感受性がある。我々は、高等真核細胞(ニワトリBリンパ細胞株、DT40)からRad51コンディショナルミュータント細胞を世界で初めて作成した(Sonoda et al,EMBO J.,Vol.17;598-608,1998)。このミュータントのRad51の発源を停止させると、少数のランダムな染色体断裂がM期で観察され、ほとんどの細胞は分裂後、死亡する。この結果は、高等真核細胞では増殖中に染色体断裂が起き、Rad51はその断裂を修復するのに必須の働きをしていることを示唆する。
酵母の生産する新規糖脂質バイオサーファクタントの構造、機能、実用化に関する研究

大豆油を炭素源として糖脂質バイオサーファクタント(BS)を生産する105種の酵母菌を天然から得た。これらは、生産する糖脂質BSのタイプにより6つに分類でき、このうち43種はマンノシルエリスリトールリピッド(MEL)以外に2つの新規糖脂質を生産していた。これらの新規糖脂質をPsuezyma aphidisと同定したTM-606株の培養液中から単離し、その構造が4,6-ジ-0-アセチル-2,3-ジ-0-アルカノイル-β-D-マンノピラノシル1-6-meso-マンニトールと4-モノ-0-アセチル-2,3-ジ-0-アルカノイル-β-D-マンノピラノシル1-6-meso-マンニトールであると決定した。これらの糖脂質をマンノシルマンニトールリピッド(MML)と命名した。このMMLは、低濃度(1.3-2.8x10^<-5>M)において高い表面張力低下能(32-34dyn/cm)を示した。さらにこのMML含有糖脂質画分は、細菌生育の阻害活性、血小板凝集抑制作用、メラニン生産促進作用、骨芽細胞の石灰化促進作用などの生物活性を有していることが示された。また、幾つかの酵母が、MELおよびMMLのエリスリトールあるいはマンニトール残基の1位に炭素数18の長鎖脂肪酸を結合した新規糖脂質を生産している事を見いだした。中圧液体クロマトグラフィーを用いるMELおよびMML混合物の簡便な分離法、およびそれぞれの糖脂質をODS-HPLCにょり分子種レベルで分離する方法を開発した。これらの分子種を用いた解析により、糖脂質の界面活性能が、糖脂質の脂肪酸の鎖長および不飽和度に大きく影響されることを明らかにした。MEL生産性の高い菌株の検索および使用する炭素源による生産性の違いについて検討した結果、Pseudozyma tsukubaensisと同定したTM-181株を炭素源にアマニ油を用いて培養したときに非常に高い生産性が得られることを見いだした。さらに、培地組成や培養方法を検討し、最大41.3g/L/dayのMEL生産を可能にした。MELおよびMML糖脂質の脂肪酸は、炭素源として用いた植物油の脂肪酸のβ-酸化中間体であること見いだした。1.マンノシルエリスリトールリピッド(MEL)以外に新規糖脂質を生産する微生物を獲得し、Psudzyma sp.TM-453と同定した(NIBH:受託番号FERM P-19339)。大豆油を炭素源として培養した培養液より、MEL-A,B,Cに加えてマンノシルマンニトールを基本骨格とする2種の新規糖脂質(マンノシルマンニトールリピッド,MML,と命名)を見いだし、それらの構造が4,6-di-O-acetyl-2,3-di-O-alkanoyl-D-mannopyranosyl-β1-6-meso-mannitolお4-mono-O-acetyl-2,3-di-O-alkanoyl-D-mannopyranosyl-β1-6-meso-mannitolと決定した。

これらはMEL及びラウリル硫酸ナトリウムと同程の表面張力低下能を有し、また、臨界ミセル濃度はMELの1/2、ラウリル硫酸ナトリウムの1/100濃度であり、有力な界面活性剤であることが明らかとなった。2.本菌の培養に好適な培地組成は1Lあたり、植物油脂4g、酵母エキス0.1g、硝酸アンモニウム0.05g、リン酸二水素ナトリウム0.04g、硫酸マグネシウム0.02gを含むものであり、ジャーファンメーターで、2632°C、通気量12L/min、撹拌速度6001000rpm、pH5.4で1から2週間培養すると8.2g/Lの糖脂質を生産できた。3.MEL-A,B,CおよびMML-A,Cの混合物はDiol-40Aカラムを用い、酢酸エチルーヘキサン混合溶媒を用いる中圧液体クロマトグラフィーで短時間に完全に分離精製出来ること、更に、それぞれの糖脂質は89.6%メタノールを用いるODS/HPLCにより、分子種に基づいて分離できることを見いだした。1.糖脂質バイオサーファクタントの分子種と界面活性作用との相関自然界からスクリーニングした真核微生物が生産する糖脂質バイオサーファクタントであるマンノシルエリスリトールリピッド(MEL)とマンノシルマンニトールリピッド(MML)をODSカラムを用いたHPLCにより、結合している脂肪酸の総炭素数、不飽和度、および脂肪酸の結合位置の違いに基づいた単一な分子種ごとに分離することに成功した。単離した各糖脂質の界面活性能をディヌイの表面張力計を用いて測定したところ、表面張力低下能においては、糖骨格構造と脂肪酸の鎖長との間に有意な差は認められず、いずれも32dyn/cm前後の値を示した。しかし、その臨界ミセル濃度に関しては、脂肪酸の鎖長との間に有意な差が認められ、MELタイプの糖脂質では、炭素数8と10の脂肪酸が結合した糖脂質の臨界ミセル濃度が、7.9x10^<-6>Mと最も低く、その他の脂肪酸が結合した糖脂質に比べ210分の1の濃度であった。同様に、MMLタイプにおいても、炭素数6と10の脂肪酸が結合した糖脂質よりも炭素数6と12の脂肪酸が結合した糖脂質の方が、4分の1の濃度(2.0x10^<-5>M)でミセルを形成していることが示された。2.新規糖脂質バイオサーファクタントの構造解析スクリーニングされたTM-181株、603株、そして694株の生産する糖脂質をTLCおよびMALDI-TOF/MSで分析したところ、既存のMELやMMLよりもTLC上での移動度が高く、分子量の大きい(9001200)成分が存在することを見出した。これらの糖脂質をシリカゲルクロマトおよび調製用TLCを用いて単離し、それらの構造を組成分析、過ヨウ素酸酸化、質量分析、そしてNMRを用いて解析した。その結果、これら糖脂質の基本骨格構造は、既存のMELおよびMMLと同じであるが、その構造の還元末端エリスリトールあるいはマンニトール残基の1位に炭素数18の長鎖脂肪酸が結合した新規な構造であった。さらに、これら新規糖脂質成分の界面活性は、既存のMELおよびMMLと同程度の値を示した。分子種毎に単離したMEL及びMML糖脂質の界面活性を測定したところ、界面活性能は、糖脂質の脂肪酸の鎖長に大きく影響され、生産される糖脂質の脂肪酸は、最大の界面活性作用を示す鎖長になるように制御されていることが示唆された。さらにMEL-AおよびMML-Aの構成脂肪酸として存在している2種類の炭素数10の不飽和脂肪酸の二重結合の位置を、オスミニウム酸化法を用いて解析したところ、それぞれカルボキシル末端から数えて4番目と5番目の間(C10:1(4))と3番目と4番目の間(C10:1(3))であることがわかった。
能動センシング・認識のための情報論的方法論の確立

本課題の研究では、「能動センシングのための情報学」の萌芽を結実化することが主目的で、その理論基盤が確立できた。それとともに、人間の視覚を用いたセンシング動作制御系の仕組みを明らかにし、有効情報を獲得するセンサの構造を考察して、その新しい役割を確立していく道筋を立てた。そこでの主要な導入概念は、2点間での情報の流通量を評価する相互情報量である。すなわち、運動のための視覚センサの役割を解明、動視覚センシングとも呼ぶべき新しいセンシング機構を情報の流れに注目して構築し、体系的な研究につなげていく基盤ができた。本研究は、(1)センシングを「対象に関する情報を獲得する行為」ととらえ、(2)対象の状態に関しての情報の不確かさとあいまいさを、能動的に減少させるための画像センシングの戦略を情報理論の立場から見直し、(3)一般化した「能動センシングの方法論」の構築を試みるものである。このため、平成21年度は、(項目1)画像センサと、視覚情報処の役割に関する調査とデータ収集を経て、問題点の確認、整理、体系立てを行い、(項目2)能動的な視覚を持つロボットの実験システムによって、画像計測にあてはめた提案手法の有効性を検証した。具体的には、ロボットハンドの先に取り付けた可動カメラ(能動カメラ)にて対象物体を観察し、予め構築してある画像データベースを参照して、物体が何であるかを特定するという問題を設定する。このとき、対象のカメラに対する対象の位置、姿勢などは、未知である。画像データベースの参照により、「観測の時点で」対象が何であり得るかの確率(信念)を評価することができる。そこで、続いて、この確率密度分布より獲得した情報の相互エントロピーを計算し、その減少量を最大化する次のカメラの視点を選ぶ(能動的に最適なセンシング行動を選択する)ことで効率的な認識を実現する。したがって、次にカメラをどこに動かして新しい画像を得ることが確実で迅速な対象物体認識にとって最適であるかを決定することが、ここでの解決法である。このセンシング行動の決定を適用することで物体認識を効率よく行えることを、実験によって検証し、本研究で提案する「能動センシング・認識のための情報論的方法論」の有効性を示した。なお、この時の画像処理を高速化(リアルタイム化)するために、専用回路(GPU)を用いることにしたが、その最新ユニットの入手のため、経費の一部を22年度に繰り越した。平成22年度は、前年度に引き続き、(研究項目1)として、画像計測における視覚センサと、視覚情報処の役割に関する調査とデータ収集を行い、問題点の整理、体系立てを行った。また、(研究項目2)として、能動的な視覚によるロボットの行動の特性を考察し、運動の自由度、環境条件を拡張した実験システムによって、画像計測に当てはめた提案手法の有効性を検証した。それと共に、新たに22年度後半からは、(研究項目3)として21,22年度に得られた成果をもとに、購入をした3Dカメラを中心とする視覚システムを用いて、実環境の認識と計測のための能動的な行動の制御の検証をした。それに基づいて、来年度に向けて、画像計測・画像認識から一体となったセンシングの行動制御システムの実用化の例を示し、(研究項目4)研究を総括し、実用的な実環境下における画像認識を含む、さまざまなセンシングシステムの構築の基となり得る、能動計測の普遍的アプローチ構築の理論の確立に向けた準備をした。以上の本課題の期間での研究は、「能動センシングのための情報学」の萌芽を結実化する基盤の確立が主目的である。すなわち、運動のための視覚センサの役割を解明、動視覚センシングとも呼ぶべき新しいセンシング機構を構築し、能動センシングの立場からの体系的な研究につなげていく。本研究は、(1)センシングを「対象に関する情報を獲得する行為」ととらえ、(2)対象の状態に関しての情報の不確かさとあいまいさを、能動的に減少させるためのセンシングの戦略を情報理論の立場から見直し、(3)一般化した「能動センシングの方法論」の構築を試みるものである。そして、その具体化としての「能動画像認識システム」を実現し、方法論の有効性を検証する。最終年度の23年度は、本研究をまとめ、センシング情報学への発展と体系化を期して、以下の2項目を実施した。(研究項目1)

21,22年度に得られた成果をもとに、実センシング環境のモデリングのもとに手法を一般化し、実環境の認識と計測のための行動の制御の基本原理として、能動的なセンシングの有効性を検証した。それに基づいて、画像計測・画像認識から一体となったセンシングの行動制御システムを構築し、センシング情報学の実用化の例を示した。(研究項目2)研究を総括し、実用的な実環境下における画像認識を含む、さまざまなセンシングシステムの構築の基礎となり得る、能動計測の普遍的アプローチ構築の理論を確立した。本研究の目的は、新しい概念に基づく能動画像センシングのためのシステム構築を通して、一般的な能動センシングのための情報学を確立することにある。そのため、画像センシングのみならず、広く、能動センシングに携わる国内、国外の研究者と研究交流を深める機会を多く設けた。国内外の学会にて、積極的に研究成果を公表した。