hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代謝性疾患の予防・改善に有効な非運動性身体活動(NEAT)条件に関する検討

日常身体活動のうち短時間の断続的な活動をNEATと定義し,代謝性疾患リスク(MR)のコントロールに有効な活動パターンを検討し以下のような知見を得た.MRを有する肥満者は,30秒以上に亘って持続する中等度活動が健常者に比して少なかった.肥満であっても脂質異常症を呈する者とそうでない者では310分の中等度活動の頻度に差が認められた.さらに,運動介入により35分程度の中等度活動を延伸させていた者の脂質代謝マーカーに改善が認められた.これらの結果は,肥満をはじめとしたMRの予防・改善には中等度活動時間を延長することが重要であるが,従来推奨されている持続時間よりも短時間かつ断続的なNEAT様の活動の蓄積でも有効である可能性を示唆する.日常身体活動のうち短時間の断続的な活動をNEATと定義し,代謝性疾患リスク(MR)のコントロールに有効な活動パターンを検討し以下のような知見を得た.MRを有する肥満者は,30秒以上に亘って持続する中等度活動が健常者に比して少なかった.肥満であっても脂質異常症を呈する者とそうでない者では310分の中等度活動の頻度に差が認められた.さらに,運動介入により35分程度の中等度活動を延伸させていた者の脂質代謝マーカーに改善が認められた.これらの結果は,肥満をはじめとしたMRの予防・改善には中等度活動時間を延長することが重要であるが,従来推奨されている持続時間よりも短時間かつ断続的なNEAT様の活動の蓄積でも有効である可能性を示唆する.代謝性疾患コントロールにキーとなる身活動パターン(特に短時間の断続的な身体活動を非運動性身体活動(NEAT)と定義して)を検証した。本研究は、メタボリックシンドロームを含む代謝性疾患者40名について、加速度計法を用い、横断的調査を実施した。全対象者のうち腹囲が基準値以上の成人26名について、別途サンプリングされた非肥満者データの中かち年齢でマッチングした26名(59±7vs58±7歳, NS)に対して、日常生活下の中等度身体活動の頻度ならびに活動一回あたりの持続時間の観点から比較した。肥満群は非肥満群に比して一日の身体活動量および中等度活動時間が有意に低値を示した(34±18vs24±13分/日, p<0.05)。30秒未満で完了、または10分以上持続する活動の頻度ならびに時間に両群間で差はなく、長時間持続する活動はごく僅かであった。一方、30秒以上10分未満の比較的短時間の活動について、肥満群は非肥満群より有意に少なかった(p<0.05)。疾病リスクを有する肥満者は、30秒以上に亘って持続する中等度活動が健常著に比して、絶対時間ならびに全中等度活動時間に占める割合ともに少なかった。つまり、肥満および関連疾患の予防には中等度活動時間を延長することが重要であるが、従来推奨されている持続時間よりも短時間の活動の蓄積でも有効である可能性が示唆された。また、文献レビューを行い、最新の研究において、中等度以上の運動強度であれば、従来のトレーニング様の運動に比して短時間の断続的な運動でも同様に代謝性疾患のリスクファクターを改善する可能性が考えられた。次年度は、さらに対象者を増やし、日常身体活動のパターンと代謝性疾患リスクファクターの関連性を明らかにしていく予定である。前度に引き続き同様の方法で代謝性疾患者の横断調査を実施し、合計で男女85名の測定を完了した。本年度は、昨年度得られた知見に基づき短時間の断続的な身体活動を非運動性身体活動と定義し、疾病を呈する者と同等に肥満であっても疾病を呈さない者の日常身体活動パタニンの違いを特に中等度身体活動の頻度ならびに活動一回あたりの持続時間の観点から検討した。内臓肥満と判定された女性38名(56±10歳,腹囲98.5±12.4cm)を抽出し分析の対象とした。このうち19名は、動脈硬化性疾患予防ガイドラインに基づき脂質異常症と診断された(DOB群)。他の19名は当該疾患を有さず関連する服薬もなかった(OB群)。一日の中等度活動時間はOB、DOB群で有意な差は認められなかった(24.9±12.7 vs 19.8±10.2分/日,p=0.18)。両群ともに、10分以上持続する中等度活動の頻度はごく僅かであり(0.05±0.12 vs 0.02±0.05回/日)、4-8、8-16、16-32秒といった短時間の活動が高頻度で観測された(115.0±50.9 vs 107.1±42.9回/日)。一方、OB群の3-5分間持続する活動は、DOB群に比して多い傾向にあり(0.61±0.31 vs 0.31±0.13回,p=0.055)、5-10の活動は有意に多かった(0,42±0.52 vs 0.08±0.11回,p<0.01)。このように、肥満であっても脂質異常症を呈する者とそうでない者では3分以上10分未満の中等度活動の頻度に差があることが明らかとなり、このような比較的短時間かつ断続的な身体活動が疾病予防のキーとなる可能性が示唆された。

次年度は、介入調査において、介入前後の体力・形態および臨床検査の結果にて効果を判定し、身体活動のパターンの観点から効果の差異を検討する予定である。昨年度までの横断調査にて得られた結果に基づき、中等度身体活動の一回あたりの持続時間の観点から、身体活動介入における脂質代謝マーカーに対する効果を検討することを目的とし、成人21名の測定を完了した。その中から日本肥満学会の基準で内臓肥満と判定された男性10名、女性7名(60±11歳;体格指数:28.0±5.6kg/m2;腹囲:男性93.5±5.7cm、女性102.2±15.7cm)を抽出し分析の対象とした。対象者は、12週間の介入期間中、日常生活の中で、事前の運動負荷試験にて決定された血中乳酸閾値強度での身体活動を積算し、一方、食習慣は変容させないよう指導された。その際の運動一回当たりの持続時間は個々人のライフスタイルに応じたものとし特に定めなかった。介入前後の形態・体力測定および採血(HDLコレステロール、LDLコレステロール、トリグリセリド)は、早朝空腹時に実施した。介入前と終盤のそれぞれ一週間の身体活動を加速度計内蔵歩数計にて評価した。介入により中等度活動時間が延長し(19.9±9.0vs33.6±24.4分、p<0.05)、腹囲の有意な減少(-4.1±3.3cm、p<0.01)や有酸素性作業能の向上(p<0.01)が認められた。また、介入前に脂質代謝マーカーのいずれかが異常値であった10名中8名の介入後の検査値が改善方向へ変化していた。さらに、この8名に関して、3分以上または5分以上持続する中等度活動時間が介入により有意に増加していた(p<0.05)が、一方で10分以上持続する活動時間に有意な変化は認められなかった。つまり、従来推奨されているよりも比較的短時間かつ断続的な中等度以上の活動を積算することが生活習慣病リスクの改善に有効となる可能性が示唆された。ただし、本研究は、対象者数や特性、測定方法に研究の限界点が考えられたので、今後さらに検討する必要がある。
化学交換飽和移動法を利用したドパミンの磁気共鳴イメージングに関する研究

パーキンソン病をはじめとするドパミン関連疾患の多くは、その発症の原因が解明されておらず、根本的な治療法や早期診断の方法も確立されていない。これらの進展には脳内のドパミンを可視化することが重要であるが、現在のところその技術は存在しない。このような背景のもと、本研究ではMRIを用いたドパミンイメージングの実現を目指している。研究代表者は、低濃度分子を高感度に計測するCEST MRI法に注目し、すでに試験管内のドパミン水溶液を対象に、CEST MRIによるドパミンの直接検出と画像化に成功している。CEST MRIは、対象分子と周囲の水分子との間で生じる交換性プロトンの化学交換を利用するが、CEST MRIで観測する信号(CEST信号)は、分子固有の特性(化学交換速度、化学シフト、濃度など)、周囲の環境(温度、pHなど)、MRI撮像パラメタ(飽和RFパルスの強度と照射時間など)などが関連する複雑な相互作用の結果として現れる。したがって、生体内環境における低濃度ドパミンの微小な信号を計測するには、これらの特徴を踏まえたCEST MRIの撮像パルス系列の設計および撮像条件の最適化が必須である。本年度は、ドパミン水溶液を対象に、様々な条件下(濃度、温度、pH、MRI撮像パラメタ)における計測を行い、その知見を蓄積した。これらの結果をもとに、生体内でのイメージングに向けて解決すべき課題を整理した。また、ドパミンの濃度とプロトンの交換速度を短時間の計測から同時にかつ高精度に定量評価する手法の開発にも着手した。計算機シミュレーションにより最適な撮像パラメタの導出手法の探索を行っている。ドパミン水溶液を対象とした実験から、生体内環境を想定した条件下ではプロトンの交換速度が速すぎることによりCEST信号の検出が困難であった。そこで交換速度が速い対象であってもCEST信号を検出できる可能性のある撮像パルス系列について検討し、実測による結果を得たが、まだ課題が残り解決には至っておらず、進捗はやや遅れている。生体での計測を実現するにはさらに詳細な検討を行う必要がある。上記の課題を解決するため、引き続き交換速度が速い対象の撮像に特化したCEST MRI撮像法の検討を進める。実測による検証と並行して計算機シミュレーションによる検討も行い、解決を目指す。一方で、ドパミンの濃度やプロトンの交換速度の定量化手法については、引き続き計算機シミュレーションによる検討を進める。
放射線による癌抗原(MUC1ムチン)誘導機構の解析

種々の癌における癌関連遺伝子産物の発現が示されてきている。ヒト癌の放射線治療において種々の癌遺伝子(産物)の発現が、治療効果とどのようにかかわっているか、また実際に治療中に利用可能なモニター法について検討する必要がある。そこで放射線に対する細胞の応答現象の一つとしていくつかの細胞膜抗原の発現に注目し、その中で特にMUC1に注目した。大腸癌細胞株HT29を用いて放射線照射後に発現するMUC1ムチンの解析をおこなった。X線は島津深部治療用X線発生装置を用いた(200kV,20mA,0.5mm Cu+1.0mmAlfilter、線量率1.5Gy/min)。X線照射後07日培養後、HT29細胞培養上清中のMUC1はELISA法で、細胞表面上のMUC1の発現についてはFCM法で、細胞中のMUC1はWesternblot法により測定した。抗体は抗MUC1モノクローナル抗体(M.Y.1E12)を使用した。また細胞の生存率は色素排除法およびコロニー形成法を用いた。いずれの測定結果も、MUC1ムチン産物が1日目から4日目にかけて、0,1,3.6,10Gyと線量に応じて、増加していることが判明した。またMUC1の誘導は細胞のViabi11tyの低下の経時変化と対応していた。その結果、細胞膜表面にMUC1分子が発現してくることが判明した。そこで、そのMUC1チンの発現機構を調べることを目的とし、MUC1ムチンのmRNAをRT-PC8法を用いて測定した。RT-PCR法においては予備実験を行い反応温度、時間、サイクル数を調整することで、半定量法ではあるが、MUC1 mRNA量を測定することが可能になり、その結果、細胞の生存率の低下にともない。経時的にMUC1ムチンmRNAが誘導されることが明らかになった。以上、HT29細胞はX線の線量に応じ、生存率を低下させ、同時にMUC1ムチンを培養上清に放出することが本研究で、確立したELISA法で検出された。
曲面上の射影構造とクライン群の変形空間の境界挙動

現在まで有限生成クライン群,特に擬フックス群の変形空間を,曲面上の射影構造との関係を通して研究している.射影構造空間において擬フックス群ホロノミーを持つ射影構造の集合は無限個の連結成分を持つが,この各成分は自己接触し任意の2つの成分は互いに接触することを明らかにした.この結果を論文「Exotic projectives structures and quasi-fuchsian spaces II」にまとめ投稿した.上記の結果は各成分間の接ぎ木写像が不連続となる現象に注目することで得られるのだが,逆にある意味においては連続であることを示すことにより,擬フックス群に関するGoldman's grafting theoremを擬フックス群空間の境界群にまで拡張できることを示した.これは論文「On continuous extension of grafting maps」として準備中である.一方で,3次元球面S^3の等角写像全体の成す群Conf(S^3)の離散部分群の研究をした.特にクライン群(Conf(S^2)の離散部分群)のConf(S^3)の中での変形空間を考察することで,今まで研究してきたConf(S^2)での変形空間に対して一段高い見地を得ることを目指している.具体的にはConf(S^2)におけるonce punctured torus groupに関する理論をConf(S^3)において構築する研究を荒木氏(東大)と共同で行った.すなわち特異3次元トーラス上の等角構造を一意化するConf(S^3)のクライン群を考え,その群の極限集合や変形空間(Maskit slice)の3次元コンピュータグラフィックスを描かせる試みを行った.現在まで有限生成クライン群,特に擬フックス群の変形空間を,曲面上の射影構造との関係を通して研究してきた.その研究の枠を広げるために次のような研究をした.平成14年度の前半は無限生成クライン群の研究に取り組んだ.一例として,無限型リーマン面とそれを一意化する無限生成フックス群に対して,リーマン面のエンドとフックス群の極限集合のエルゴード成分の対応を調べた.その過程で,無限生成擬フックス群の研究(測度正の極限集合の内部構造,代数的・幾何的極限,写像類群の作用の連続・不連続性など)は,私にとって今後の研究課題の1つの柱になると感じた.平成14年度の後半は3次元球面S^3の等角写像全体の成す群Conf(S^3)の離散部分群の研究をした.特にクライン群(Conf(S^2)の離散部分群)のConf(S^3)の中での変形空間を考察することで,今まで研究してきたConf(S^2)での変形空間に対して,一段高い見地を得ることを目指している.具体的にはConf(S^2)におけるonce punctured torus groupに関する理論をConf(S^3)において構築する研究を始めた.すなわち,3次元トーラスに入るある種の特異集合を持つ等角構造に対して,それを一意化するConf(S^3)の2元生成もしくは3元生成部分群を考える.その群のパラメータ空間を具体的に書き下し,その群の極限集合や,変形空間(のMaskit sliceに対応するもの)の3次元的なコンピュータグラフィックスを描かせる試みをしている.現在まで有限生成クライン群,特に擬フックス群の変形空間を,曲面上の射影構造との関係を通して研究している.射影構造空間において擬フックス群ホロノミーを持つ射影構造の集合は無限個の連結成分を持つが,この各成分は自己接触し任意の2つの成分は互いに接触することを明らかにした.この結果を論文「Exotic projectives structures and quasi-fuchsian spaces II」にまとめ投稿した.上記の結果は各成分間の接ぎ木写像が不連続となる現象に注目することで得られるのだが,逆にある意味においては連続であることを示すことにより,擬フックス群に関するGoldman's grafting theoremを擬フックス群空間の境界群にまで拡張できることを示した.これは論文「On continuous extension of grafting maps」として準備中である.一方で,3次元球面S^3の等角写像全体の成す群Conf(S^3)の離散部分群の研究をした.特にクライン群(Conf(S^2)の離散部分群)のConf(S^3)の中での変形空間を考察することで,今まで研究してきたConf(S^2)での変形空間に対して一段高い見地を得ることを目指している.具体的にはConf(S^2)におけるonce punctured torus groupに関する理論をConf(S^3)において構築する研究を荒木氏(東大)と共同で行った.すなわち特異3次元トーラス上の等角構造を一意化するConf(S^3)のクライン群を考え,その群の極限集合や変形空間(Maskit slice)の3次元コンピュータグラフィックスを描かせる試みを行った.
実フィールドでの構造物劣化診断に向けたバイブロレーダ鉄筋腐食評価システムの創出

RC構造物の維持管理ではコンクリートのひび割れ、剥離の主要因となる鉄筋腐食の評価、進行予測が重要となる。しかし、現状では鉄筋の腐食を簡易かつ迅速に非破壊判別可能な検査法は提案されていない。そこで、鉄筋探査法として有力な電磁波レーダ法に着目し、UWBレーダイメージングによる鉄筋腐食評価法(研究A)、及び励磁コイル加振を援用したドップラレーダ法を用いた鉄筋微小振動変位計測による鉄筋腐食評価法(研究B)という新規な二つの研究を融合した『加振レーダイメージング技術』を創出する。本研究により、鉄筋腐食進展期から劣化期までの腐食ステージを判別可能な評価システムを構築し、実フィールドでの実証実験を通じて本手法の有効性を明らかにすることが目的である。これまで、実フィールド計測に向けた4 cm程度までの鉄筋かぶりでの加振レーダ計測が可能なシステムを構築し、RC供試体レベルでそれぞれの要素技術の課題を解決するための基礎実験の検討を行った。研究Aでは腐食により鉄筋反射波の振幅が低下する傾向も見られたが,コンクリートの水分分布による減衰との区別は困難であり,レーダ測定のみの単純な手法では腐食の定量評価は困難であることがわかった.一方,研究Bでは通常のレーダ画像に加え振動物体のみのレーダ画像を選択的に得ることができ,それらの反射波振幅の比によりイメージングベースでの振動変位測定が可能なことがわかった.さらに,本システムを用いRC供試体において強制的に鉄筋を腐食させる電食試験中の加振鉄筋の振動変位モニタリングにより,腐食初期には腐食による膨張圧の影響により鉄筋周囲が硬くなり振動変位が漸減し,その後,内部ひび割れの進展とともに膨張圧が開放されるにつれ,鉄筋が動き易くなり振動変位が健全時の数倍まで単調増加していくことがわかった。これより,鉄筋腐食量と振動変位の関係が評価できることも示唆した。2018,2019年度までの研究により,研究Bを主体とした加振レーダ法を提案し,励磁コイルと一体化したアンテナをスキャンすることにより,イメージング画像ベースでの深さ4cm程度までの鉄筋の振動変位の計測システムを開発した。本手法では,コンクリートレーダによる通常の2次元断面像に加え,励磁コイル加振により振動する鉄筋のみを選択的に映像化でき,これらの独立な画像から,特定の場所にある鉄筋振動変位を評価可能である点に独創性がある。本システムを用い,RC供試体において,電食中の加振された鉄筋の振動変位モニタリングを実施した結果,電食初期には腐食による膨張圧の影響により鉄筋周囲が硬くなり,振動変位が漸減し,その後,内部ひび割れの進展とともに膨張圧が開放されるにつれ,振動変位が健全時の数倍まで単調増加していくことがわかった。また,電食時に鉄筋を取り出し,鉄筋腐食量を計測し,積算電流ー鉄筋腐食量の関係を得ることで,鉄筋腐食量と振動変位の関係を10%程度の誤差で評価できることも示唆した。また,メッシュ状に鉄筋が配筋された供試体を用い,加振レーダイメージング法のスキャン方法の最適化を行った結果,鉄筋の交差点ではなく鉄筋メッシュの中央部分において,鉄筋に平行ではなく,直交するようにスキャンを行いイメージングベースでの振動変位を評価する方が振動変位のばらつきの少ない高精度な振動変位推定が可能であることも示し,当初予定どおりの有効性の確認ができた。さらに,加振による鉄筋の振動変位を電磁界解析と弾性解析を連成させることにより数値的に評価する検討では,実験に比べ振動変位が1/100程度小さくなるものの,コンクリートの弾性係数に反比例する振動変位が得られることがわかり,モルタル供試体での実験結果と対応する結果も得られるなど当初計画以上の進展が見られた。今年度は,主に提案する加振レーダ法の実フィールドでの適用性について検討するため,現状のシステムから約2倍の探査深度となる8cm程度までの鉄筋振動変位の測定可能なシステムを開発する。このためには,有限要素法を用いたFEMシミュレーションによりコイル形状,アモルファスやファインメット等の高透磁率のコア素材の最適化を行う必要がある。さらに,加振力を増強するための交流電源の開発も行う。また,加振周波数はこれまで50Hz程度であったが,さらに高周波化することにより対象の機械的な共振現象を利用した振動変位の増加や,振動メカニズムの検討を行い,腐食評価に向けた加振周波数の最適化を行う予定である。さらに,八戸工大が構内に所有する撤去橋梁を用いたフィールド実験により,鉄筋振動変位と腐食状況の関連性について評価を行い,腐食量と振動変位の関係について基礎的な検討を行う。また,はつりの可能な実フィールドを選定し,加振レーダ法を実フィールドに適用し,計測法の問題点等を洗い出す。さらに問題点を改善し,計測システムへのフィードバックを行い,各腐食ステージでの鉄筋の振動変位の妥当性を検証し,実フィールドでの定量的な鉄筋腐食評価の適用性について検討を行う。

本研究により、鉄筋腐食進展期から劣化期までの腐食ステージを判別可能な評価システムを構築し、実フィールドでの実証実験を通じて本手法の有効性を明らかにすることが目的である。本年度は、実フィールド計測に向けた4 cm程度までの鉄筋かぶりでの加振レーダ計測が可能なシステムを構築し、RC供試体レベルでそれぞれの要素技術の課題を解決するための基礎実験の検討を行った。研究Aでは腐食により鉄筋反射波の振幅が低下する傾向も見られたが,コンクリートの水分分布による減衰との区別は困難であり,レーダ測定のみの単純な手法では腐食の定量評価は困難であることがわかった.一方,研究Bでは通常のレーダ波形に加え振動物体のみのレーダ波形を選択的に得ることができ,それらの反射波の比により得られる振動変位は水分による減衰の影響を受けないことがわかった.また,コイル形状を数値シミュレーションにより最適化し,アンテナの再設計を行うことにより,かぶり6 cmでの鉄筋コンクリート供試体において鉄筋振動変位を計測可能なシステムを開発した.その結果,健全な鉄筋に比べ10%程度腐食した鉄筋の振動変位が46倍増加することがわかった.既存の手法でこのような分別度の高い手法は存在せず,非破壊的な鉄筋腐食評価において極めて画期的な成果が得られた.研究Aについては鉄筋に平行にスキャンした際に、孤立した周期イメージが発生するメカニズムを解明し、鉄筋腐食との関連について検討する予定であったが,節のない丸鋼や節ピッチを変えたRC供試体を作成し、イメージングを試みた結果,節間隔と周期イメージの間隔に相関は認められなかった.腐食による鉄筋反射の振幅低下は確認されたが,コンクリートの水分分布による局所的な反射波の振幅低下との区別は困難であり,単純なイメージングのみで,定量的な腐食評価は困難であると判断した.また,研究Bではパルス波形に特化した変位推定法について定式化し、より広帯域な周波数帯において,変位推定が可能なアルゴリズムを構築できた.また,電磁界数値シミュレーションにより,コア形状の最適化を行い,コアの足間隔や,厚み等のコイルを巻く形状について,かぶり4 cmの鉄筋への引っ張り力を最大にするような最適化を行い,500巻の励磁コイルを試作した.また,加振周波数が単一周波数であることから,コイルにコンデンサを直列に接続した共振系を構築し,交流定電流源により10Aの電流を印加可能な加振システムを構築できた.これは従来の印加電流に比べ2倍程度の向上であり,コアの改良とも合わせて2倍以上の加振力を実現できた.これにより,開発した加振レーダシステムは4 cmのかぶり鉄筋のドップラを応答を極めて明瞭に取得でき,健全鉄筋で約5umの鉄筋振動変位が得られることを明らかにした.さらに,電食実験により鉄筋を10%程度腐食させた供試体では,2030umの振動変位となり,極めて分別度の高い腐食評価結果が得られた.したがって,研究Aの有効性は見られなかったものの,研究Bでは予想以上の成果が得られたと考える.既に,開発したシステムにより屋外で鉄筋振動変位を測定する予備試験も行っており,これらの点から当初計画以上に進展していると判断した.RC構造物の維持管理ではコンクリートのひび割れ、剥離の主要因となる鉄筋腐食の評価、進行予測が重要となる。しかし、現状では鉄筋の腐食を簡易かつ迅速に非破壊判別可能な検査法は提案されていない。
重い電子系化合物におけるシングルサイトの効果

4f Ce系の重い電子系化合物では、重い電子の起源をsingle-siteの近藤効果に求めることで解釈は一到しており不純物Anderson Modelがこれら化合物の特徴的物性を記述するよい出発点となることが確立している。本研究は上記考え方の妥当性が未だ確立していない5f U系の重い電子系化合物を主な対象として、これらの系におけるsingle-siteの効果の低エネルギースピン揺動への寄与を評価し上記考え方の妥当性を実験的に検証することを目的としている。本研究により得られた成果は以下の通り。1.低温迄磁気秩序を示さないU系の重い電子系化合物の典型UAl_2の希薄不純物系の低温物性を、格子定数の大きく違う4種の母体(YAl_2、ScAl_2、及びこれらの合金系)を用いて研究した。その結果以下の点が明らかになった。(1)電気抵抗への磁気的寄与はいずれの母体に対しても近藤効果的振舞を示す。(2)低温で求めた電子比熱係数γ及び帯磁率χは、格子定数が高濃度系よりはるかに小さいScAl_2母体に対しても高濃度系より大きな値を示す。(3)母体の格子定数の増加につれγ,χは共に増加するが、その増加はCe系に比して極めて僅かである。またWilson比も必ずしも一定ではない。上記(2)の結果は高濃度格子系を不純物モデルに基づき理解する可能性を否定するかに見えるが、UAl_2ではU-U間距離が比較的小さいため5f同志のoverlapが無視できない可能性があり、ここで得られた結論を直ちにU化合物全般に一般化することはできないと考える。今後U-U間距離の大きい他の系で同様の実験が必要であろう。2.低温迄磁気秩序を示さないU系の重い電子系化合物USn_3、U_3Au_3Sn_4のSn核NMRの1/T_1の温度変化を測定し、低温のFermi-liquid様振舞から高温の局在モーメント様振舞へのcross-overを見い出し、更にこのcross-overの特性温度が低温のγ,χに略々反比例することが明らかになった。これは上記物質でsingle-siteの効果が支配的であることを示すものと考えられる。
累積的な英語語彙習得における文脈プライミング現象の解明

外国語習得の重要な側面のひとつである語彙学習に関して、本研究では語彙知識が段階的に発達する過程において文脈的インプットがどのような効果を持つのかを検証している。本研究で特に注目するのは、語彙学習の際に読んだ例文の情報を再度提示するとその語彙の記憶が心内で活性化するという現象(以下、文脈プライミング現象)である。本研究に先駆けて20152016年度に実施した予備的調査(研究活動スタート支援)では、学習者に馴染みのない低頻度語を覚えてもらう活動(意図的語彙学習)の後で語彙性判断課題と呼ばれる課題を実施するという手法で実験を行い、文脈プライミング現象を観察した。2017年度には、実験材料の検討を行うとともに英語熟達度の指標として用いる予定のテストに関する分析を行った。4年間の研究計画の2年目にあたる本年度は、語彙性判断課題の試行を通して実験材料の細部に改良を行い、当初から計画していた本実験を開始した。本稿執筆時点においても実験を継続中である。なお、データの一部を利用して分析作業の試行を実施したところ、20152016年度に実施した予備的調査と比べて、今回の実験では学習者ごとの個人差がより現れやすくなっていた。これは、語彙学習時に読ませる例文の分量が増えたことなどにより、学習者の読解力や語彙学習方略によって結果が左右されやすくなったものと思われる。このような結果を踏まえ、当初の計画では学習条件を変えながら検証内容を発展させていくことを想定していたが、今後は文脈プライミング現象が実験材料の特性に依存したものであるかどうかを確かめるための検証を継続的に行う必要があるかもしれない。具体的には、同じ低頻度語と例文を活用しながら語彙性判断課題における条件の割り当て方(例文中のどの既知語をプライム語とするか等)だけを変更し、一貫した実験結果が得られるかどうかを検証することを検討中である。4年間の研究計画の2年目として、当初から計画していた実験を開始することができたため。予備調査を実施したうえで、昨年度に作成した語彙性判断課題の実験材料を微修正し、本調査を実施することができた。また、データの一部を利用して分析作業の試行を実施することができた。意図的語彙学習と語彙性判断課題を組み合わせた実証研究を継続するとともに、文脈プライミング現象が実験材料の特性に依存したものであるかどうかを確かめるための追加分析についても検討する。また、本年度に得られた研究成果の一部について、早ければ次年度に公表できるように準備を進める。4年間の研究計画の1年目にあたる本年度は、予備的調査の結果を踏まえて実験材料を改良し、学習者の英語熟達度に適した素材を用いた実験が実施できるように準備を進めた。また、今後の研究で英語熟達度の指標として用いる予定のテストを日本の英語学習者を対象に実施し、テストの信頼性および妥当性を検証した。ここで得られたデータをもとに改良したテストを次年度に使用する予定である。以上のことに加えて、初級英語学習者を対象として意図的語彙学習と文脈的インプットを組み合わせた指導を実際に行い、多様な文脈の中で語彙に繰り返し触れることで知識がどのように深まっていくかを観察することにも着手した。今後は、本年度に準備した実験材料等を用いて意図的語彙学習と語彙性判断課題の実験を行い、文脈プライミング現象の特徴やその現象が観察される条件を明らかにしていく予定である。4年間の研究計画の1年目として、今後の研究実施に必要な準備を進めることができたため。まず、英語熟達度テストの作成と妥当性検証に関しては計画通りの進捗状況である。語彙性判断課題の実験材料の作成については当初の計画よりはやや遅れている一方、英語学習者に対して文脈的インプットを繰り返し与える指導の効果については、当初の計画以上に検証を進めることができたと考えている。

なお、データの一部を利用して分析作業の試行を実施したところ、20152016年度に実施した予備的調査と比べて、今回の実験では学習者ごとの個人差がより現れやすくなっていた。これは、語彙学習時に読ませる例文の分量が増えたことなどにより、学習者の読解力や語彙学習方略によって結果が左右されやすくなったものと思われる。このような結果を踏まえ、当初の計画では学習条件を変えながら検証内容を発展させていくことを想定していたが、今後は文脈プライミング現象が実験材料の特性に依存したものであるかどうかを確かめるための検証を継続的に行う必要があるかもしれない。具体的には、同じ低頻度語と例文を活用しながら語彙性判断課題における条件の割り当て方(例文中のどの既知語をプライム語とするか等)だけを変更し、一貫した実験結果が得られるかどうかを検証することを検討中である。4年間の研究計画の2年目として、当初から計画していた実験を開始することができたため。予備調査を実施したうえで、昨年度に作成した語彙性判断課題の実験材料を微修正し、本調査を実施することができた。また、データの一部を利用して分析作業の試行を実施することができた。当初の計画通り、意図的語彙学習と語彙性判断課題を組み合わせた実証研究を継続するほか、文脈プライミング現象と英語熟達度との関連性についても検証していく予定である。また、本年度に得られた研究成果の一部について、早ければ次年度に公表できるように準備を進める。意図的語彙学習と語彙性判断課題を組み合わせた実証研究を継続するとともに、文脈プライミング現象が実験材料の特性に依存したものであるかどうかを確かめるための追加分析についても検討する。本年度に購入した物品の中に、当初に予想していたよりも安価で手に入れられたものがあったため。また、学会参加のための旅費の一部に変更が生じたため。上記金額は、次年度に最新の文献を収集したり、本年度の研究成果を次年度の学会および学術誌において発表したりするために使用する予定である。
ポリ(ビニルアルコール)の酵素合成

科学研究費補助金交付申請書に記載したとおり、アルドラーゼの逆反応を応用し、アセアルデヒドの連続的なアルドール反応によりポリ(ビニルアルコール)の合成を試みた。文献調査の結果、30種程度存在するアルドラーゼの中で、アルデヒドを供与体として用いることができるのは2-Deoxyribose-5-phosphate aldolase(DERA)のみであり、これが適当であると判断した。DERAの合成遺伝子を組み込まれた細菌E.Coli DH5αを購入し、これを培養することでDERAの抽出を試みた。抽出物のIRおよびSDS電気泳動を行った結果、28kDaのタンパク質であることがわかり、DERAのそれと一致した。さらに、酵素活性試験を行ったところ、1.01unit/mgの活性を示した。文献調査の結果、PVAの合成における開始剤には、モノマーであるアセトアルデヒドとの反応率が最も高いD-Glyceraldehyde-3-phosphate(D-G3P)が最も適していると考えられた。しかし、D-G3Pおいては一回アルドール反応が触媒されると鎖状の2-Deoxyribose-5-phosphate(DRP)が形成され、弱アルカリの条件(pH7.37.5)では、その糖の環鎖平衡が環状の方に大きく傾くためにPVAの合成には至らなかった。そこで条件をpH5や6などの酸性の条件にした。こうすることにより平衡が鎖状の方へ傾き、PVAの合成に至りやすくなると考えた。しかし、この条件では反応は全く進行しなかった。これは、この条件ではDERAの高次構造が変化してしまい触媒作用を示さなかったと考えた。次に、D-G3Pとアセトアルデヒドの1:1付加体であるDRPを開始剤としたPVAの酵素合成を試みた。その結果、27°C、21日間反応させると重合度10のPVAオリゴマーが得られた(転化率33%)。重合の機構から考えて、100%イソタクッチクPVAであるといえ、これまでのチャンピオンデータ(79%)を大幅に上回った。以上、環境化学のみならず高分子合成化学の分野において興味深い結果が得られた。科学研究費補助金交付申請書に記載したとおり、土壌懸濁液や活性汚泥をポリ(ビニルアルコール)(PVA)を基質として培養し、目的のアルドラーゼを分泌する細菌を培養することを試みた。PVAは生分解性を有するが、自然界には分解菌の絶対数が少なく、その分解速度は非常に遅い。よって、培養効率が低いことが予想された。まず、我々は、PVAの水酸基に部分的に糖質を直接グリコシド結合を介して導入することで、PVAの生分解性の促進を検討した。これが可能になれば、この高分子を培養基質(炭素源)として用いれば、効率よくアルドラーゼ活性を有するPVA分解菌が培養できると考えた。土壌懸濁液中での生分解性試験の結果、PVAの水酸基に約20%N-アセチル-D-グルコサミンをβ-O-グリコシド結合を介して導入することで、PVAの生分解性は約2倍速くなることがわかった。そこで、置換度0.13と0.20の糖置換PVAを炭素源に土壌懸濁液を27°Cで5日間、集積培養を行った。得られた培養液を超音波、超遠心分離(科研費により購入)、および透析処理を行い、無細胞抽出物を得た。ゲル電気永動、サイズ排除クロマトグラフィー、赤外光度分光計による分析の結果、どちらの系からも90kDaのタンパク質が得られ、PVA分解菌の分子量と一致した。また、置換度の異なる糖置換PVAを用いても、同一の酵素が得られることがわかった。現在、この酵素のPVA分解活性およびアルドラーゼ活性を調べている。平成14年度は計画通り、アルドラーゼの逆反応を用いたPVAの酵素合成に挑戦する。

次に、D-G3Pとアセトアルデヒドの1:1付加体であるDRPを開始剤としたPVAの酵素合成を試みた。その結果、27°C、21日間反応させると重合度10のPVAオリゴマーが得られた(転化率33%)。重合の機構から考えて、100%イソタクッチクPVAであるといえ、これまでのチャンピオンデータ(79%)を大幅に上回った。以上、環境化学のみならず高分子合成化学の分野において興味深い結果が得られた。
乳幼児期における望ましい食生活の習慣づけに関する理論的・実践的研究

目的本研究は、乳幼児健診を受診した男女児を対象に、縦断研究によりその後の健康度と乳幼児期の食習慣、栄養摂取状況、食品摂取状況等との関連を明らかにすることを目的としている。成果初年度は3歳児健診時に、生活習慣、食習慣および食物摂取状況調査を実施し、165人について断面的研究を行った。食生活を中心とした生活習慣の得点の平均値は15.5±2.1点であり、この得点を目的変数とし、栄養素等充足率、1000kcalあたりの食品群別摂取量を説明変数として重回帰分析をすると、カルシウム、味噌、淡色野菜が正に回帰され嗜好飲料と菓子類が負に回帰された(重相関係数0.496,P<0.001)。好ましい食習慣と適切な食品摂取の関連が明らかとなった。今年度は、4ヶ月、1歳6ヶ月、3歳児の断面調査と昨年の3歳児の追跡調査研究を実施した。追跡率は81.8%、135人であった。ここでは3、4歳児299人の断面調査の分析を行った。年齢を目的変数とし、説明変数は12項目の生活習慣等と得点区分として、数量化理論I類を適用すると、重相関係数は0.2942と高くはないが、偏相関係数は「夕食の残食状況」、「食事の楽しさ」、「手洗いの習慣」、「朝食喫食習慣」の順であった。またカテゴリーウェイトから、「健康状態(病気をほとんどしない+0.079)」や生活習慣の得点(H群+0.061)は年齢の平均値にプラスに作用していることが明らかとなった。約半数にみられた夜型の生活習慣を改善し、朝食喫食習慣の定着を啓蒙すること、また簡便化され偏った食品選択に対しては、栄養教育の必要性が示唆された。本研究を開始地点として、観察研究を継続していくことが必須である。また蓄積した乳幼児食のメニューをマルチメディア提示用としてホームページを開設し、さらに乳幼児期の栄養教育システムの開発に繋げていくことを目論んでいる。本研究は、追加採択により、研究の着手が平成13年11月となったため、研究の規模を縮小し、幼児期の食習慣と栄養摂取状況に関する実態調査を実施し、そこで得られた成果の概要を以下に示す。目的健康的な生活習慣の基礎づくりは乳幼児期から開始することが望まれる。食習慣を包含した生活習慣の基礎を定着させることは、生活習慣病一次予防としての課題と考える。本研究では幼児の食生活を中心とした生活習慣と栄養摂取状況についての実態調査を行った。福岡市H保健所管内の保育園の3歳男女児を調査対象とし、園児の保護者に対して、2001年11月中旬に、食生活を主に日常生活に関する調査と秤量法による食物摂取状況調査(通園日1日)を依頼した。身長、体重は3歳児健診の測定値と毎月園で実施している値を用いた。分析対象は、すべてのデータがそろっている168人(男児:93人、女児:75人)である(有効回答率95.7%)。身長、体重を全国平均と比較すると全国平均をやや上回る値を示していた。カウプ指数は男児15.6±1.1、女児15.5±1.2と男女児間に差はなかった。エネルギー摂取量は男児1645±322kcal、女児1595±306kcalで、第六次改定栄養所要量(食事摂取基準)と対比して良好であった。その他の栄養素等を所要量または目標量に対する充足率でみてみると、たんぱく質、脂質、食塩(目標量:7g未満)が120%以上の過剰摂取、ビタミンC、食物繊維が80%以下の摂取不足傾向がみられた。とくに食物繊維は男児5.5±2.5g/1000kcal、女児5.8±2.6g/1000kcalであり、極めて低い充足率であった。食生活を中心とした生活習慣の得点の平均値は15.5±2.1点であり、生活習慣の定着の高いH群はすべての栄養素等充足率がL群を上回っており、エネルギー、カルシウム、鉄、ビタミンB_2、ビタミンC、食物繊維で良好な充足状況が認められた(p<0.05)。またH群は1000kcalあたりの淡色野菜、乳・乳製品摂取量が有意に高値を示し、菓子類、嗜好飲料摂取量が有意に低いことが認められた(p<0.05)。食習慣を主とした日常の生活習慣の得点を目的変数とし、栄養素等充足率、1000kcalあたりの食品群別摂取量を説明変数として重回帰分析をすると、カルシウム、味噌、淡色野菜が正に回帰され(標準化回帰係数:0.170,0.250,0.123)、嗜好飲料と菓子類が負に回帰された(標準化回帰係数:-0.185,-0.154)。重相関係数は0.496(p<0.001)であった。好ましい食習慣の定着と適切な食品摂取の関連が明らかとなった。さらに説明変数に食習慣の項目を加えて数量化I類分析を行うと、「朝食」、「間食」喫食習慣、「朝食」、「夕食」時間帯の規則性、味噌、油脂類、嗜好飲料摂取量との関連性がみられた(寄与率は66.1%(p<0.001)。幼児の生活習慣要因としては、朝食喫食習慣、食事の規則性、バランスのとれた栄養充足状態、適切な食事摂取などがあげられ、それらとの関連性が示唆された。

目的本研究は、乳幼児健診を受診した男女児を対象に、縦断研究によりその後の健康度と乳幼児期の食習慣、栄養摂取状況、食品摂取状況等との関連を明らかにすることを目的としている。成果初年度は3歳児健診時に、生活習慣、食習慣および食物摂取状況調査を実施し、165人について断面的研究を行った。食生活を中心とした生活習慣の得点の平均値は15.5±2.1点であり、この得点を目的変数とし、栄養素等充足率、1000kcalあたりの食品群別摂取量を説明変数として重回帰分析をすると、カルシウム、味噌、淡色野菜が正に回帰され嗜好飲料と菓子類が負に回帰された(重相関係数0.496,P<0.001)。好ましい食習慣と適切な食品摂取の関連が明らかとなった。今年度は、4ヶ月、1歳6ヶ月、3歳児の断面調査と昨年の3歳児の追跡調査研究を実施した。追跡率は81.8%、135人であった。ここでは3、4歳児299人の断面調査の分析を行った。年齢を目的変数とし、説明変数は12項目の生活習慣等と得点区分として、数量化理論I類を適用すると、重相関係数は0.2942と高くはないが、偏相関係数は「夕食の残食状況」、「食事の楽しさ」、「手洗いの習慣」、「朝食喫食習慣」の順であった。またカテゴリーウェイトから、「健康状態(病気をほとんどしない+0.079)」や生活習慣の得点(H群+0.061)は年齢の平均値にプラスに作用していることが明らかとなった。約半数にみられた夜型の生活習慣を改善し、朝食喫食習慣の定着を啓蒙すること、また簡便化され偏った食品選択に対しては、栄養教育の必要性が示唆された。本研究を開始地点として、観察研究を継続していくことが必須である。また蓄積した乳幼児食のメニューをマルチメディア提示用としてホームページを開設し、さらに乳幼児期の栄養教育システムの開発に繋げていくことを目論んでいる。本研究は、乳幼児健診を受診した児を対象に、縦断研究により乳幼児期の食生活を含む生活習慣および食品摂取状況と年齢発達の関連について検討し、効果的な栄養指導に不可欠な因子の抽出を目的とした。1.調査対象福岡市H保健所において2001、2002年度に3歳児健康診査を受診した幼児を対象に、保護者に対して調査票を用いて自記入法により調査を依頼した。分析対象は2001年度受診児135人(追跡率81.8%)と2002年度受診児164人である。ここでは3,4歳児の断面調査研究結果を述べる。2.調査時期、調査項目および記入方法健診時の体格、生活状況、食習慣、食品摂取状況等について調査票を用いて、幼児の現状を保護者が観察して回答する形式で行った。3.解析方法解析は年齢、日常の食生活を含む生活習慣の点数化による得点区分(H群:19点以上,M群:1618点,L群:15点以下)について検討した。統計学的解析は対応のないt検定およびX^2検定を行い、年齢と諸要因の関連の検討には数量化理論I類を用いた。また食品摂取状況については、クラスター分析法のグループ間平均連結法により検討した。4.結果(1)身体発育および生活状況1)各年齢、性別の身長、体重はともに全国平均とほぼ同値を示し、カウプ指数の平均は15.1±5.6kg/cm^2×10^4で、やせ〔13(kg/cm^2×10^4)未満〕は4.4%、肥満〔20(kg/cm^2×10^4)以上〕は1.6%であった。2)22時以降に就寝している割合は通園日が57.7%、休日61.7%であり、幼児健康度調査結果より高率であった。睡眠時間は9時間12分±48分であった。(2)食生活を含む生活習慣の検討1)朝食を毎日食べる習慣は年齢が上がるにしたがって高い割合を示したが、平均的には80.0%に定着しているに過ぎない実態であった。2)朝食喫食習慣と生活習慣については起床時刻、就寝時刻が遅い幼児に朝食欠食習慣がみられ、ともに有意性が認められた。
複数マイクロホンアレーによる高品質収音

本研究の目的は、複数のマイクロホンアレーを用いて所望の音(音声)のみを高品質に収音する技術の確立である。多くの場合、目的音声の周囲には雑音が存在するため、目的音声はそれら雑音に混ざって収音され、聞き難くなってしまう。本研究では、複数のマイクロホンアレーを用い、目的音声を取り巻く音響環境に応じて、目的音声の抽出に必要な情報を各マイクロホンアレーの設置位置の違いを利用することで高品質な収音を実現する。これまで、各音源の位置推定に基づいて目的音源の音響スペクトルモデルを推定、それを用いてWienerフィルタを設計し、このWienerフィルタを加算したビームフォーマのポストフィルタとして適用することで目的音を強調する手法を提案してきた。本年度は、目的方向の全域通過特性を保証しながらビームフォーマの出力パワーを最小化することで、雑音のパワーのみを最小化する技術であるMVDR法と先に提案した方法の統合方式を検討した。各手法の出力信号における残留雑音の特性は異なることが考えられる。それぞれの出力信号の目的音成分の相関は高く、残留雑音成分の相関は低いので、それぞれの出力を組み合わせることで雑音抑圧量が向上する。評価の結果、統合方式は雑音の位置に寄らず雑音抑圧性能が高く、音響環境に応じて用いるアレーを選択することで目的音源と雑音源が同一方向にある場合においても雑音抑圧量が向上することを確認した。本技術の成果は、AIスピーカと呼ばれる音声を入力としてコンピュータに検索や要求を簡単に伝え、その結果が得られる便利な機器に適用することにより、いろいろな使用環境で高性能な収音性能の実現が可能である。本研究の目的は、複数のマイクロホンアレー(以下、アレー)を用いて様々な音響条件において所望の音(音声)のみを高品質に収音する技術の確立である。複数のアレーを用い、目的音声を取り巻く音響環境(条件)に応じて、目的音声の抽出に必要な情報(例えば、雑音や目的音のスペクトルなど)を各アレーの設置位置の違いを利用して取得する。それらの情報を用いて目的音を抽出する方法を確立するとともに、各アレーにおいて取得すべき情報を得るために必要な収音アルゴリズムについても合わせて方法を確立する。アレーを用いれば、周囲の雑音を抑圧しながら目的音声を高品質に収音することができる。しかし、アレーは指向性を制御するため、アレーに対して目的音と雑音源の成す角度が小さい(同方向に近い)時には効果がない。本研究では、複数のアレーを用いることで、それぞれのアレーが異なる音響環境条件の信号を取得するため、多様な処理が可能となる。本年度では、目的音源と雑音源に対して設置位置が異なる各アレーから得られる出力信号を統合処理して目的音声を高品質に抽出する方法を検討した。使用環境の音響条件を把握するため、目的信号の到来方向は既知とし、雑音源の位置を複数のアレーを用い推定する方法を提案した。これは音源間の相関関係に着目した手法であり。個々の音源が互いに独立であれば、個々の音源は無相関となる性質を利用して音源位置を推定することができる。音源の位置情報を用いて音響モデルを推定し、Wienerポストフィルタを設計することで特定領域内の音源を強調する手法を提案した。音源の位置に2つのアレーでビームフォーマを行い、その出力を加算することにより音源を強調する。この出力と加算したビームフォーマのビームパターンから、目的音源の音響モデルを推定することにより、より正確な音響モデルを推定することができた。各アレーに用いる収音アルゴリズムは、まず既存の手法(遅延和法や最小分散法など)を用いた。使用環境の音響条件を把握するため、目的信号の到来方向は既知とし、雑音源の位置を2つのアレーを用い推定する方法を検討した。異なる2つのアレーで方向推定を行うと、推定方向の直線上に交点ができる。これが音源の位置となる。しかし、音源が2つ以上あるとき、交点が音源数より多く複数存在する。つまり、音源ではない交点が存在する。そこで、複数ある交点から、真の音源位置を推定する手法を提案した。本手法は音源間の相関関係に着目した手法であり。次に、音源の位置情報を用いて音響モデルを推定し、Wienerポストフィルタを設計することで特定領域内の音源を抽出する手法を提案した。この出力と加算したビームフォーマのビームパターンから、目的音源の音響モデルを推定することにより、より正確な音響モデルを推定することができる。推定した音響モデルを用いてWienerフィルタを設計し、それぞれのアレーは遅延和法で収音した信号にWienerフィルタを適用することで目的信号の抽出ができる。実環境での実験の結果、音声品質を従来法と同程度に保ちながら、雑音抑圧量を約7.7[dB]向上させることができた。今後は、音源位置情報を逐次的に推定しながら、雑音を抑圧するための手法や、2つのマイクロホンアレーと目的音源の距離が異なる位置であっても、十分な雑音抑圧が可能な手法について検討する。

本研究の目的は、複数のマイクロホンアレー(以下、アレー)を用いて様々な音響条件において所望の音(音声)のみを高品質に収音する技術の確立である。複数のアレーを用い、目的音声を取り巻く音響環境(条件)に応じて、目的音声の抽出に必要な情報(例えば、雑音や目的音のスペクトルなど)を各アレーの設置位置の違いを利用して取得する。それらの情報を用いて目的音を抽出する方法を確立するとともに、各アレーにおいて取得すべき情報を得るために必要な収音アルゴリズムについても合わせて方法を確立する。アレーを用いれば、周囲の雑音を抑圧しながら目的音声を高品質に収音することができる。しかし、アレーは指向性を制御するため、アレーに対して目的音と雑音源の成す角度が小さい(同方向に近い)時には効果がない。本研究では、複数のアレーを用いることで、それぞれのアレーが異なる音響環境条件の信号を取得するため、多様な処理が可能となる。本年度では、目的音源と雑音源に対して設置位置が異なる各アレーから得られる出力信号を統合処理して目的音声を高品質に抽出する方法を提案した前年の検討結果に基づき、各アレーにおいて、受音信号から抽出すべき情報の見直しを行い、各アレーに適した役割について検討した。目的音源に対して方向性の雑音源が存在する場合、事前に音源の方向推定を行い、推定した目的音と雑音の位置関係から使用するアレーを選択し、目的音を強調するエリア収音手法を検討した。そのため、事前に目的音源と雑音源の存在する方向を推定し,その成す角度によって各アレーのビームフォーマ出力に重み付けを行い、雑音の影響を受け難いアレーの成分をより多く用いる手法を検討した。検討の結果、目的音源と雑音源の成す角が大きくなるアレーの成分をより用いるときに、最も性能が良いことがわかった。本年度では、目的音源と雑音源に対して設置位置が異なる各アレーから得られる出力信号を統合処理して目的音声を高品質に抽出する方法の前年の検討結果に基づき、各アレーにおいて、受音信号から抽出すべき情報の見直しを行い、各アレーに適した役割について検討した。目的音源に対して方向性の雑音源が存在する場合、事前に音源の方向推定を行い、推定した目的音と雑音の位置関係から使用するアレーを選択し、目的音を強調するエリア収音手法を提案した。2組のアレーと方向推定アルゴリズムのMUSIC法を用いて、目的音源と雑音源それぞれに対して方向推定を行い、推定した目的音源方向と雑音源方向の成す角度を求める。推定した目的音源と雑音源の位置関係から使用するアレーを選択する。その選択したアレーを用いてDSビームフォーマを行う。そのビームフォーマ出力に推定した音響モデルを用いて設計したWienerフィルタをかけあわせることで目的音源を強調する。目的音源と雑音源の成す角が大きくなるアレーの成分をより用いるとき、最も性能が良いことがわかった。実環境における実験を行った結果、従来手法と比較して提案手法は雑音抑圧性能SNRが平均約3.2[dB]向上し、特に目的音源と雑音源が同一方向に存在する条件では約5[dB]の改善が見られた。これにより、目的音源に対して雑音源が1個の場合はアレーを選択して用いることが有効であることが明らかになった。ただ、従来手法と比較して提案手法の音声品質SDが最大約2.4[dB]劣化していることを確認した。
スペクトルデータの固有値解析による回転軸信号の抽出とその設備故障予知への応用

(1)機械で一般的に発生し計測点に伝ぱする振動をモデル化し,実機の回転軸付近で計測される振動データの内容を明らかにした。さらにこの結果にもとづき,計測れたデータから回転軸信号だけを抽出する計算法を開発した。具体的には回転数の異なる3種類のデータをもとに減算及び除算によって不必要な外乱を先づ消去し,次に異なる回転数間で回転軸信号がどのように変換されるかをマトリクスを使って表現し,このマトリクスから導かれる固有値問題の解として純粋な回転軸信号を抽出するものである。(2)上記の手法の有効性を検討するため,ベアリングの交換可能な回転軸試験装置を試作し,内輪,外輪,転動体に故意に傷をつけたベアリングを組込んで振動を計測し,解析した。その結果,本手法は,エンベロープ処理などの他の存在の方法では検出できない極めて軽微の傷も検出できることが判明した。ただし傷の程度と解析結果に現れるピークの大きさとの間に定量的な相関関係はないから,今後は傷の程度を知る為の手法の拡張が課題となった。