hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電極-細胞間シンクロナイゼーションに基づく細胞内情報ネットワーク制御系の構築

「電極-細胞間シンクロナイゼーションに基づく細胞内情報ネットワーク制御系の構築」を目的とし、電気刺激にシンクロナイズして活性化する遺伝子プロモーターを同定した。低周波微小電圧刺激によって細胞内の遺伝子発現が活性化される現象は、種々の細胞について認められる。また、電気刺激に応答して活性化されるプロモーターも見出されるようになった。このなかで、hsp70プロモーターは、電気刺激応答性のプロモーターであることが見出された。すなわち、低周波微小電圧で細胞を刺激すると、hsp70プロモーターが活性化され、刺激後6時間後に転写されたmRNA量が最大となることを見出した。このプロモーターの活性化により、HSP70タンパク質の産生を誘導できることが確認された。そこで、hsp70プロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を挿入したプラスミドpLHSEU4を構築し、このプラスミドで形質転換したマウス繊維芽細胞に電気刺激を印加して、レポーター遺伝子ルシフェラーゼの発現誘導を検討した。その結果明らかにルシフェラーゼの発現は、電気的刺激によって活性化された。しかも、熱刺激よりも、電気的刺激によってhsp70の発現は顕著に増大した。また印加する電位強度や印加時間の変化に応答して、発現するルシフェラーゼ活性量も変化することが見出された。以上の例によって代表されるように、電気刺激などの物理的刺激に応答するプロモーターをプラスミドに導入することによって種々の刺激に応答する「環境応答細胞」を構築できることが示された。「電極一細胞間シンクロナイゼーションに基づく細胞内情報ネットワーク制御系の構築」を目的として、電気刺激にシンクロンナイズする細胞内遺伝情報発現系を明らかにした。神経成長因子(NGF)の分泌を中断している休止状態のグリア細胞を電極表面で培養する。この状態ではNGFの分泌はほとんど認められない。そこで電極に10Hz,200300mVの交流電圧を1時間印加し、電気刺激を中止後もさらに培養を継続する。グリア細胞からは徐々にNGFが分泌され、24時間後にはもっとも顕著になることが見出された。しかもNGF分泌の増大は、NGFのmRNAの増大をともなっていることも確認され、NGF遺伝子の転写プロセスの活性化が誘導されたことも明らかになった。NGF遺伝子の転写因子は、c-junおよびc-fosタンパク質が形成するAP-1複合体であることが知られている。c-fos mRNA発現は電気刺激中止後ただちに極大を示し、減少することが明らかになり、c-jun mRNAおよびNGF mRNAは、c-fos mRNAの減少期に増大することが明らかになった。さらに、protein kinase C(PKC)の発現は電気刺激の印加と同時に誘導されることが確認され、電気刺激にシンクロナイズする細胞内遺伝情報発現が明確になった。
『フランス・ジャポン』研究―大戦前夜の在仏邦人の出版活動

日本とフランスの文学・文化の交流の実態を解明するために、本研究に置いては両次大戦間に松尾邦之助を中心とする日本人がパリで刊行した雑誌(『フランス・ジャポン』およびそれと関わりの深い雑誌『ルヴュ・フランコ・ニッポンヌ』)を取り上げ、この雑誌を取り巻くコンテクストを明らかにしながら、日本文化・日本文学の紹介の仕方の特色を明らかにした。本研究は両次大戦間のパリで日本人グループが行った出版活動の実態と意味を多角的に検討し、日仏交流史に新たな光をあてようとするものである。主な分析対象は二つの日仏交流誌、すなわちRevue franco-niponneとFrance-Japon、およびそれらの関連文献であり、当該年度は特に両誌と関わりの深かったフランス人執筆者の仕事を対象とした。フランス人執筆者の中でも特に着目したのはルネ・モーブランである。ルネ・モーブランはフランスでも日本でもこれまで研究対象となることがあまりなかったが、彼がRevue franco-niponneおよびFrance-Japonに寄稿したエッセーや詩をめぐって考察することにより、両誌がフランス・ハイカイ(日本の俳句を模したフランス語の短詩)運動の看過すべからざる一つの舞台となっていたこと、とりわけフランス・ハイカイの形式上の実験の場になっていたこと、が明らかになった。また、そもそも彼が両誌と関わるようになった経緯を探ることによって、パリの日本人社会との交流の実態も明らかになった。パリを舞台とする当時の草の根的な(つまり政府主導ではない)文化交流の、これまで知られていなかった一面が浮き彫りになったと言える。他方、両誌の文化関連記事の中で重要な位置を占めるのが、日本近代文学の翻訳・紹介であることに着目し、特に近代詩の仏訳の特色および作品選択の基準を明らかにする作業を、前年度に引き続いて行った。さらに、両誌のビジュアル面(写真、レイアウト、グラフィックなど)の特色の分析も進めたが、その結果、当時、日本人が刊行していた他の文化交流誌・対外宣伝誌(特に名取洋之助が主宰していたNippon)との比較検討を行うことによって、さらに視野が広がるはずだ、という課題が浮上した。主な分析対象は二つの日仏交流誌、すなわちRevue franco-nipponneとFrance-Japon、およびそれらの関連文献であり、当該年度はFrance-Japonを取り上げた。France-Japonは文化交流のための雑誌であると同時に、満州事変以降、国際舞台で孤立を深めてつつあった日本の「対外宣伝誌」としての性格をも持つ。当該年度は特にその点に着目して、二つの作業を進めた。一つは、当時の日本の対外宣伝活動全般における同誌の位置づけをめぐる調査・分析であり、具体的には主に日本の国際文化事業の中枢であった国際文化振興会と同雑誌編集部との関連を探った。もう一つは、当時のフランスの世論に同誌が及ぼした影響の検討であり、具体的にはフランスの主要な日刊紙(とくにFigaroとLe Matin)における同誌への言及を精査した。さらにそれに関連して、フランスの親日派グループと同誌との関わりについても調査した。その結果、これまで知られていなかった事実(たとえば1939年にパリで開催された「日本舞踏博覧会」の持つ意味とか、独ソ不可侵条約締結後にフランスの新聞に現れた親日的論説の背景など)が明らかになり、一定の成果が上がったと言える。一方、同誌の文化関連記事の中で重要な位置を占めるのが、日本近代文学の翻訳・紹介であることに着目し、特に近代の詩の仏訳の特徴と質を明らかにするための作業をも進めた。その結果、フランス詩の影響を受けた日本近代詩をフランス語に翻訳する際にどのような戦略がとられたのか、という課題が浮上した。なお、同誌の編集に携わった人物(とくに松尾邦之助)に関する伝記的調査も行っている。本研究は両大戦間のパリで日本人グループが行った出版活動の実態と意味を多角的に検討し、日仏交流史に新たな光を当てようとするものである。主な研究対象はFrance-Japonであるが、この雑誌の特色を明らかにするには、その周辺の出版物も分析する必要があるため、当該年度は、Revue Franco-nipponneをも視野に入れながら研究を進めた。France-Japon誌はRevue Franco-nipponne誌の後継雑誌とも呼べる一面を持つものである。上述の二つの雑誌は、日本人が日本文化をフランス人読者に紹介する場であると同時に、フランス人ジャポニザン(日本研究者・日本文化愛好者)の自己表現の場でもある。当該年度はこの二つの雑誌に頻繁に寄稿しているフランス人執筆者について調査を進めた。特にモデルケースとして着目したのは、フランス俳諧の中心人物の一人であり、パリの日本人社会とも結びつきの深かったルネ・モーブランである。ルネ・モーブランはこれまでまだあまり研究されてこなかった人物であるが、当該年度の調査により、1パリの日本人社会との関係の実態2シャルル・フーリエ研究におけるモーブランの業績3「網膜外視像」の科学的探求におけるモーブランの役割

4第二次大戦中のモーブランの政治的立場に対する理解が深まった。特に上記の234の点は、当時の一人の典型的ジャポニザンの内部で、日本文学がフランスのどのような思潮と融合していたかを理解する上で重要であり、「両大戦間における日仏交流」についての今後の研究の布石となり得るものである。比較文学当該年度は主として1『フランス・ジャポン』のヴィジュアル面(写真、レイアウト、グラフィックスなど)の特色2『フランス・ジャポン』に掲載された日本の文学作品の選択基準とフランス語訳の質3『フランス・ジャポン』に掲載されたフランス人作家の文章の特質について研究する予定であった。そして、実際にそのすべてに着手し、特に3については、先行研究の少ないルネ・モーブランに光を当てることで、当初の計画以上に研究が深化していると言える。さらに、『フランス・ジャポン』一誌だけではなく、Revue franco-nipponne(ある意味で『フランス・ジャポン』はその後継誌である)をも研究対象とすることによって、考察に広がりが生まれてもいる。ただし、当該年度はもっぱら調査・分析に力を注いだため、研究成果をまとめ、発表するのに時間を割けなかった。当該年度は主として、I「France-Japonと日本の国際文化事業機関との関係」、II「France-Japonとフランス親日派グループとの関係」、III「France-Japonに対する同時代の日本の評価」について研究する予定であった。実際にそのすべてに着手しており、特にIとIIに関しては、予期していなかった重要な資料(国際文化振興会関連の資料など)が見つかり、当初の計画以上に研究が進化・深化している。ただし、それだけにIとIIに時間をかけることになったため、IIIに関する調査がやや手薄になった感がある。次年度は、当初の計画通り、特に『フランス・ジャポン』に対する同時代のフランス人読者の反応を対象にして研究を進める。具体的に言えば、フィガロ紙など、『フランス・ジャポン』に関心を示していたことが判明している新聞雑誌のバックナンバーを精査し、同誌に関する記事をピックアップして分析するのが、研究の軸になる。また、積極的に研究成果を発信する。原則として当初の計画に基づいて研究を推進する。ただし、H25年度の課題の一つとしていた「France-Japonに掲載された日本の文学作品の選択基準とフランス語訳の質」の検討については、すでに本年度に検討に着手したため、H25年度はいくらか時間的に余裕ができるものと考えられる。その分、本年度の課題であった「France-Japonに対する同時代の日本の評価」をめぐる調査を引き続き行うこととする。当初計画よりもフランス滞在日数を減らしたことにより次年度使用額が生じた。また26年度に刊行される書籍を購入するために繰越し額も生じた。H26年度に刊行されることがH25年度中に判明した書籍(雑誌『ルヴュ・フランコ・ニッポンヌ』の全バックナンバーの復刻版。ゆまに書房より近刊予定)を含め、『フランス・ジャポン』と関わりの深い書籍の購入、および、フランス国立図書館での調査を目的としたフランス滞在に使用する。
エイズウィルス逆転写酵素に対する抗体の疫学的意義の研究

エイズウィルス(HIVー1)の逆転写酵素を効率よく分取できるウィルス産生細胞を樹立するため、日本人血友病患者より11株のHIVー1株を分離した。これらHIVー1をヒトT細胞株あるいは単球系細胞株に感染させた。ウィルス産生量の多い細胞株としてMOLTー4/HIVー1〔GUNー4〕を得た。更にこの細胞をクロ-ニングして、より産生量の多いクロンを分離した。また、遺伝子工学的な手法でHIVー1の逆転写酵素を大量に生産するため、分離したHIVー1〔GUNー1〕から、数種類のファ-ジクロンを得た。このクロンをヒトT細胞株にtransfectすると感染性のウィルスが得られたので、完全な長さのウィルス遺伝子がクロ-ニングできたと考えられる。逆転写酵素を遺伝子組み換えにより大量に発現できる系を現在開発中である。逆転写酵素に対する抗体を検出する方法として、酵素の熱不活化を抑制する抗体(安定化抗体)を測定する方法を開発した。この方法と、従来の中和抗体を測定する方法と比較検討した。安定化抗体は、HIVー1の逆転写酵素に特異的に作用し、他のレトロウィルス(HTLVー1,HIVー2,ネズミ白血病ウィルス、ウシ白血病ウィルス)の逆転写酵素の熱不活化には影響を与えなかった。この安定化抗体の疫学的意義を解析するため病期の異なるHIVー1感染者の抗体価を測定した。HIVー1感染者の血清中の逆転写酵素に対する抗体は、中和法により、熱不活化を安定させる抗体を測定する方法のほうが感度が高かった。病期との関連では、中和抗体価は進行した患者に低い傾向があるが、安定化抗体価は余りその傾向が認められなかった。臨床デ-タとの相関では、ヘルパ-T細胞数の少ない患者は、安定化抗体価も低い傾向があった。症例数を増やし解析を継続したが今までの結果に統計的有意性があることが確められた。2.不活化し、感染性を失なった、バイオハザ-ド的には安全なウィルスでも、その逆転写酵素は、抗原性を保持するか検討した。条件を検討したところ、β-プロピオラクトン処理、および熱処理(60°C1時間)のいずれでも、ウィルスの感染性は完全に失くなった。安全のため、二つの方法の処理を併用したが、逆転写酵素の抗原性は、ウエスタン・ブロット法で判定する限り、変化はなかった。3.HIVの溶解液を逆転写酵素源とし、抗HIV抗体陽性者の血清を含むヒト血清との反応性を調べた。まず、逆転写酵素測定系に、血清を加え酵素活性に影響を与えるかどうか検討した。ウィルスに対する抗体を含まない血清でも、かなりの割合で酵素活性に強い影響を与えるものがあった。この原因のひとつは、入手先、保存の状態などの異なる条件の血清のサンプルを用いたためと考えられた。次に、逆転写酵素の熱不活化に対する血清の影響を調べた。56°C30分の熱処理で、HIV-1の逆転写酵素は、不活化された。抗ウィルス抗体陽性血清の添加で、不活化が抑制された。正常人、あるいは他の病気のヒトの血清は影響を与えなかった。抗体陽性血清よりIgGを精製し、反応系に入ると同様な現象が認められた。また、ウィルスより精製した逆転写酵素を用いても、抗ウィルス抗体陽性血清で、酵素の不活化が抑制された。すなわち、逆転写酵素に対するIgG抗体が、酵素の熱不活化を抑制-酵素を安定化-していることが分った。今後は、このアッセイ系を用い、抗体の推移と病態・病期との関連を主に検討したい。

エイズウィルス(HIVー1)の逆転写酵素を効率よく分取できるウィルス産生細胞を樹立するため、日本人血友病患者より8株のHIVー1株を分離した。これらHIVー1をヒトT細胞株あるいは単球系細胞株に感染させた。ウィルス産生量の多い細胞株としてMOLTー4/HIVー1[GUNー4]を得た。更にこの細胞をクロ-ニングして、より産生量の多いクロンを分離した。また、遺伝子工学的な手法でHIVー1の逆転写酵素を大量に生産するため、分離したHIVー1[GUNー1]から、数種類のファ-ジクロンを得た。このクロンをヒトT細胞株にtransfectすると感染性のウィルスが得られたので、完全な長さのウィルス遺伝子がクロ-ニングできたと考えられる。逆転写酵素を遺伝子組み換えにより大量に発現できる系を現在開発中である。逆転写酵素に対する抗体を検出する方法として、酵素の熱不活化を抑制する抗体(安定化抗体)を測定する方法を開発した。この方法と、従来の中和抗体を測定する方法と比較検討した。安定化抗体は、HIVー1の逆転写酵素に特異的に作用し、他のレトロウィルス(HTLVー1,HIVー2,ネズミ白血病ウィルス、ウシ白血病ウィルス)の逆転写酵素の熱不活化には影響を与えなかった。この安定化抗体の疫学的意義を解析するため病期の異なるHIVー1感染者の抗体価を測定した。HIVー1感染者の血清中の逆転写酵素に対する抗体は、中和法より、熱不活化を安定させる抗体を測定する方法のほうが感度が高かった。病期との関連では、中和抗体価は進行した患者に低い傾向があるが、安定化抗体価は余りその傾向が認められなかった。臨床デ-タとの相関では、ヘルパ-T細胞数の少ない患者は、安定化抗体価も低い傾向があった。現在、なお症例数を増やし疫学的な解析を継続している。
後期中等教育(高等学校)における障害のある生徒

本調査は、後期中等教育段階における障害のある生徒をテーマとした全国実態調査(盲・聾・養護学校は除く)である。しかし今回の調査では、特に身体に障害のある生徒を直接の調査対象としており、状況把握が困難で、とくにプライバシーとの関連で極めて慎重な取り扱いが必要とされる学習障害・情緒障害・知的障害などの生徒については、別の研究課題にしたいと考えている。具体的な調査の内容は、各高等学校の属性のほか、「障害のある生徒の入学試験」に関わるもの、「障害のある生徒の在籍」に関わるもの、「高等学校における施設・設備・備品」、「障害のある生徒に対する配慮」、「障害のある生徒を支援する人や組織」。また「障害のある生徒の進学や就職」に関わるものが中心である。それぞれの質問項目は、障害の種別(肢体不自由、視覚障害、聴覚障害、病弱・虚弱)やその程度(重度、中軽度)に分かれているのが特徴である。これは障害の種別や程度によって、各高等学校での対応に大きな違いが見られると考えたからである調査対象校は文部科学省「学校基本調査報告書」(平成11年度版)をもとに選定され、特殊教育諸学校(盲・聾・養護学校)と通信制の高等学校を除いた、全国の全日制高等学校(4,603校)と定時制高等学校(176校)、および全日制と定時制の併置校(702校)が含まれており、その総数は5,481校である(ただし、全日制と定時制の併置校には調査票を2票ずつ送付しているので、実際の調査票配布数は6,183票となる)。具体的には国立大学附属の高等学校(17校)、都道府県立の公立高等学校(3,882校)、市(区)立校(228校)、町立校(23校)、村立校(10校)、組合立校(5校)と私立の高等学校(1,316校)である。本報告書では、調査項目の分析的処理を中心とし、われわれの主観的な判断の混入を最小限に抑えることをひとつの目的とした。そのため、集計結果のほとんどは、調査から得られた回答をそのまま度数分布表(単純集計)に表したものとなっている。これは、後期中等教育における障害を持つ生徒の実態を、なるべく客観的に提示することを意図した結果である。「後期中等教育(高等学校)における障害のある生徒」(全国調査)は平成12年度と平成13年度にわたる研究である。平成12年度は、まず文部省特殊教育課と福島県教育委員会、全国高等学校長協会本部、全国高等学校長協会特殊学校部会などを事前訪問調査先として訪れ、本調査の概要や趣旨を説明し、調査協力のお願いをして、有益なアドヴァイスもいただいた。その後、調査項目の検討に入り、調査票の作成、対象校の確定(全数調査)、調査票の郵送、督促状の郵送、回収票の整理、データの打ち込み等の作業を行っている。当初の予定では調査対象を無作為抽出して行う予定であったが、事前訪問先との話し合いなどから、無作為抽出では十分なデータが得られない恐れが出たため、急遽、調査の対象校を全数に改めた。

具体的には特殊教育諸学校(盲・聾・養護)と通信制の高校を除く、全国の高校を調査対象とし、全日制高校、定時制高校、全日制・定時制の併置高校のすべて(約6,200校ほど)に調査票を郵送した。回収率は当初35%ほどで期待したほどの数ではなかったが、その後督促状を郵送して、最終的には40%を超える回収率(2,500校以上)となった。予定よりも調査対象が増えたために、回収票の整理、データの打ち込み作業にかなりの時間がかかっている。作業が終わり次第、本格的な分析に入る予定である。本研究では、障害のある生徒が高校段階でそれぞれの障害に応じてどのように学び、また学校側はどのような対応を図っているのか、「入学・在籍・進学」についていかなる間題を抱えているのかを明らかにしたいと考えた。そのため全国の高等学校(全日制・定時制・併置校を併せて5.481校、調査票の配布数は6.183票)を対象に郵送調査と、一部は訪問調査(障害のある生徒の教育で特徴的な学校など)を実施し、障害のある生徒の実情を明らかにした。全国規模でのこのような調査研究は、これまで実施されたことはなく、その意味でも画期的な研究となっている。具体的な調査の内容は、各高等学校の属性のほか、「障害のある生徒の入学試験」に関わるもの、「障害のある生徒の在籍」に関わるもの、「高等学校における施設・設備・備品」、「障害のある生徒に対する配慮」、「障害のある生徒を支援する人や組織」。また「障害のある生徒の進学や就職」に関わるものが中心である。それぞれの質問項目は、障害の種別(肢体不自由、視覚障害、聴覚障害、病弱・虚弱)やその程度(重度、中軽度)に分かれているのが特徴である。これは障害の種別や程度によって、各高等学校での対応に大きな違いが見られると考えたからである。今回の研究成果報告書は基礎的なデータの集計が中心であり、初歩的なものにとどまっているが、後期中等教育における障害のある生徒に関する基本的な事実はある程度明らかに出来たと考えている。今後、この問題について考察しようとする人々は、この報告書を基礎的な資料の一つに数えるであろう。
格子整合系ヘテロエピタキシーによる無転位窒化物半導体層の形成

AlN、GaN、InNなどの窒化物半導体は、主にSiCやサファイア基板上のヘテロエピタキシーにより形成され、短波長発光デバイスや電子デバイスへの応用が検討されている。しかしながら、基板と成長層との大きな格子不整合のため、実用に耐え得る10^3cm^<-2>以下の転位密度を実現するまでには至っていない。一方で、III-V族半導体/Si構造も大きな格子不整合により実現が困難とされていた。しかしながら、化合物半導体に窒素を添加したIII-V-N半導体により、Si基板上への格子整合系ヘテロエピタキシーが可能となった。そこで本研究では、窒化物半導体のヘテロエピタキシーに格子整合条件を適用し、無転位の窒化物半導体層を実現することを究極的な目標とした。第一に、窒化物半導体の一つであるAlNとの格子不整合度が比較的小さいSiCを基板として採用した。化学的に安定なSiC基板表面を原子レベルで平坦化するために、高温水素エッチングによる前処理を行った。その結果、1600°C以上の前処理温度にて、6H-SiC基板表面に、均一なステップ構造を形成することに成功した。次に、成長温度800°C以上の分子線エピタキシー法(MBE)において、原子レベルで平坦なピットフリーのAlN成長層を形成することに成功した。さらに、窒化物半導体の格子整合系ヘテロエピタキシーを実現するべく、B(ボロン)を添加したBAlNの直接成長を試みた。その結果、01.8%のB組成を有するBAlN成長層の形成に成功した。加えて、B組成の増加とともに、XRDの(0002)回折の半値全幅が減少することが明らかとなった。これは、B組成の増加とともに格子不整合率が減少し、BAlN層が高品質化したものと考えられる。以上の結果より、窒化物半導体の高品質化においても、格子整合条件が高品質化に有効であることを示し、無転位窒化物半導体層の形成に向けた基礎的指針を得るに至った。しかしながら、基板と成長層との大きな格子不整合のため、加工基板を用いた転位低減化技術をもってしても、実用に耐え得る10^3cm^<-2>以下の転位密度を実現するまでには至っていない。そこで本研究では、III-V-N化合物半導体/Si構造の実績を踏まえ、窒化物半導体のヘテロエピタキシーに格子整合条件を適用し、無転位の窒化物半導体層を実現することを究極的な目標とした。第一に、窒化物半導体の一つであるAlNとの格子不整合度が比較的小さいSiCを基板として採用し、SiC微傾斜基板の利用について検討を進めた。その結果、1600°C以上の前処理温度にて、[1-100]および[11-20]方向に微傾斜した6H-SiC基板表面に、それぞれ6分子層、3分子層の高さをもつ均一なステップ構造を形成することに成功した。次に、成長温度800°C以上の分子線エピタキシー法(MBE)において、AlN成長層の平坦性とV/III比の関係を明らかにした。その結果、原子レベルで平坦なAlN成長層を形成することに成功した。さらに、AlとNを交互に供給するMEE法についても検討し、最適な原料供給サイクルを明らかにし、基板と同程度の結晶性をもつAlN成長層の形成に成功した。

加えて、B組成の増加とともに、XRDの(0002)回折の半値全幅が減少することが明らかとなった。これは、B組成の増加とともに格子不整合率が減少し、BAlN層が高品質化したものと考えられる。以上の結果より、窒化物半導体の高品質化においても、格子整合条件が高品質化に有効であることを示し、無転位窒化物半導体層の形成に向けた基礎的指針を得るに至った。
マイクロ金型内蔵センシングシステムによる高精度金属成形計測制御システムの開発

本基盤研究では,半導体加工技術を利用して複数半導体ゲージから構成されるマイクロセンサーを製作し,それを金型の適切な箇所に内蔵させ,加工中の金型の微小変形とその分布を測定することにより,塑性の変形形態や素材変形に伴う複雑な事象を計測する新しいセンシングシステムを提案した.また,具体的には板材曲げ加工を例に挙げ,マイクロセンサーの設計,開発を行い,曲げ加工中の材料変形抵抗や曲げ角度の測定を行った.曲げ加工における材料の塑性変形及び金型の弾性変形を有限要素法シミュレーションを用いて解析し,マイクロセンサーを用いたセンシングシステムに最も適した金型形状,センサーの形状などの設計を行った.シリコンウエハ上に数百ミクロンサイズの抵抗線を複数パターニングし,半導体プロセスにより半導体ゲージを実際に製作した.完成した数mmサイズのセンサーチップを金型に埋め込み,曲げ加工時の応力分布を直接測定することができた.設計・開発したマイクロセンシングシステムを用いて,曲げ加工時の曲げ角度をリアルタイムでモニタリングすることが可能であることが分かった.このようなセンシングシステムを用いることにより,金型の内部変形情報を定量的に,リアルタイムに評価することができる.また,これらの情報を融合することにより,素材と金型の接触情報や素材の局部変形状態などの計測対象を求めることが可能となることは今後の塑性加工,あるいは,モニタリングしにくいような物理現象に対しても,この研究成果を応用していくことが十分可能である.本基盤研究では,半導体加工技術を利用して複数半導体ゲージから構成されるマイクロセンサーを製作し,それを金型の適切な箇所に内蔵させ,加工中の金型の微小変形とその分布を測定することにより,塑性の変形形態や素材変形に伴う複雑な事象を計測する新しいセンシングシステムを提案した.また,具体的には板材曲げ加工を例に挙げ,マイクロセンサーの設計,開発を行い,曲げ加工中の材料変形抵抗や曲げ角度の測定を行った.曲げ加工における材料の塑性変形及び金型の弾性変形を有限要素法シミュレーションを用いて解析し,マイクロセンサーを用いたセンシングシステムに最も適した金型形状,センサーの形状などの設計を行った.シリコンウエハ上に数百ミクロンサイズの抵抗線を複数パターニングし,半導体プロセスにより半導体ゲージを実際に製作した.完成した数mmサイズのセンサーチップを金型に埋め込み,曲げ加工時の応力分布を直接測定することができた.設計・開発したマイクロセンシングシステムを用いて,曲げ加工時の曲げ角度をリアルタイムでモニタリングすることが可能であることが分かった.このようなセンシングシステムを用いることにより,金型の内部変形情報を定量的に,リアルタイムに評価することができる.また,これらの情報を融合することにより,素材と金型の接触情報や素材の局部変形状態などの計測対象を求めることが可能となることは今後の塑性加工,あるいは,モニタリングしにくいような物理現象に対しても,この研究成果を応用していくことが十分可能である.今年度は有限要素法を用いて,塑性加工における金型表層部の応力状態をシミュレートし,その結果を踏まえて,金型内蔵マイクロセンシングシステムの設計を行った.さらに,半導体プロセスを用いて,マイクロセンサの試作を行った.試作したマイクロセンサを板材曲げ金型に内蔵し,曲げ加工時の曲げ荷重や曲げ角度の測定を試みた.具体的な研究成果を以下に示す.(1)金型内蔵マイクロセンシングシステムの設計FEMを用いた加工のシミュレーションを行い,加工中の素材の塑性変形と金型の微小な弾性変形及び応力分布を連成解析で解析・評価した.具体的には,板材の曲げ加工を取り上げ,連成解析によって,加工工程における素材と金型の変形をシミュレーションし,マイクロセンサチップ上のピエゾ抵抗ゲージの配置や金型への内蔵位置を決定した.さらに,マイクロセンシングシステムによって,得られるセンサ情報の予測を行った.曲げ加工では重要な曲げ角度の計測のために必要なマイクロゲージの感度,ゲージの数及びその配置を求め,マイクロセンサの設計仕様を決定した.(2)マイクロピエゾ抵抗ゲージの創製・評価半導体マイクロデバイス製造技術と特性の評価技術を利用して,半導体マイクロピエゾ抵抗ゲージの設計と創製を行った.具体的には,単結晶シリコンの表面に局部的にボロン等をドープすることによって,そこの電気抵抗を制御する.薄膜評価特性技術を用いて,ボロンドープ部の電気抵抗を測定評価する.また,センサチップに負荷を加え,半導体ピエゾ抵抗ゲージの応力応答特性を評価した.(3)金型内蔵マイクロセンシングシステムの評価板材曲げ金型に創製したマイクロセンサを内蔵させ,金型に各種外力を作用させて垂直応力,せん断応力,さらに分布荷重を負荷した場合のセンサ特性を評価した.今年度は昨年度開発したマイクロセンサーシステムを実際に曲げ加工用金型に内蔵させ,プレス曲げ機による実機テストを行った.具体的には,曲げ加工の実金型を製作し,マイクロセンサーチップを金型に内蔵させ,金型内蔵センシングシステムを創製した.金型を実加工機に取り付け,金属板材の実加工を行い,加工中のセンサー情報をモニタリングした.その情報をシミュレーション情報と比較するにより,センシングシステムの特性評価を行った.曲げ加工シミュレーション結果に基づいた曲げ用センサーチップを設計した.曲げ加工に伴う素材と金型接触点の移動や接触角度を高精度に測定するため,曲げ金型表面付近に,4つのセンサーユニットを金型肩半径に沿って配置した.また,センサーを高精度に内蔵するため,センサーチップの形状に対して,金型内部を高精度放電加工により加工を施し,センサーチップを内蔵させた.

金型をプレス機械に取り付け,金属板材の曲げ加工を行い,センサー情報のモニタリングを行った.また,その情報をシミュレーション情報と比較するにより,センシングシステムの特性評価を行った.現状では,定性的には,シミュレーション結果と良い一致を示し,センサーチップ設計通りの結果が得られているが,センサーチップを金型内部に埋め込むために,固定に接着剤を使用しており,その影響で,データの再現性に若干問題があり,信頼性に欠けている.来年度は実用化に向けて,センサーの固定方法などを検討し,信頼性の向上を図る必要がある.今年度は昨年度に引き続き,マイクロセンシングシステムを曲げ加工に適用することにより,勧化加工中のひずみ情報をモニタリング,及びデータ処理を行った.曲げ金型の両肩部にセンサーを内蔵したダイから得られる曲げ加工中のひずみ情報により曲げ角度を計測し,最適制御を行うことが十分可能であることが分かった.しかし,実金型にマイクロセンサーを実装する技術に幾つかの課題が残されており,センサー信号にばらつきが残った.金型の実装に工夫を施し,より安定したセンサー情報の取得を試みた.ひずみ出力の適正化,波形の安定化を検討する上で,FEMシミュレーションをもちいて,センサーを埋め込む溝形状や金型とセンサーの界面の影響を解析した.接着層をうまくコントロールし,センサー周りの環境を安定させる事は現実的にはかなり困難が伴う.接着層を廃止しセンサーチップに上下からプリロードを掛けてクリアランスゼロを実現する.センサーチップと金型母材との接触状態をより改善するため,放電加工で製作されたセンサー溝加工面を平滑化する.あるいは,シリコンセンサーチップと金型はいずれも硬い材質であり,両方の面精度を極限まで高めることが困難であるので,力の伝達を高効率にできるように,センサーチップと金型の界面に中間層をメッキなどで形成するなどの工夫を施すことにより,実用化に向けて,センシングシステムの信頼性向上が可能となることが解明した.
体内挿入型SPET/PET検査装置の開発

悪性腫瘍除去手術は,患者に負荷をかけない腹腔鏡手術が主流となりつつあるも,悪性腫瘍の術中病理診断が必要になるため悪性腫瘍の取りこぼしのリスクが避けられない欠点がある.また,悪性腫瘍診断に用いられている陽電子放射断層撮影(PET)や単一光子放射断層撮影(SPECT)は,装置が大型であるため原理的に位置分解能と検出能力に限界があり,微小な悪性腫瘍の診断には向いてない.そのため,悪性腫瘍の取りこぼしを減らすために,体内挿入型の手術対応SPECT検査装置の開発を行った.その結果,1mm以下の分解能を有するイメージ検出器が実現されれば,1mm立方の腫瘍を検出可能であることが示された.3本の棒状マルチピンホールガンマカメラを用いることで、腹腔鏡手術に適した体内挿入型SPECT検査装置の開発を進めている。初年度は、再構成に必要となる再構成アルゴリズムとして最尤推定期待値最大化法(MLEM法)を用いたシミュレーションによる性能評価を行い、予想される位置分解能の評価を行った。MLEM法で必要となる検出確率は、EGS5を用いて導出を行った。対象とするγ線のエネルギーを200 keVと仮定して検出確率の計算を行い、再構成対象領域を1 mm角のボクセルが11×11×11個敷き詰められたものとし、それぞれのボクセル位置に線源を設置した場合の検出器応答を計算した。この算出された応答と開発したMLEM法による再構成プログラムにより三次元再構成を実施し、位置分解能の評価を行った。位置分解能の評価として、ある強さの線源を領域の上部の右上・中部の中心・下部の左下の3個所に1ミリ間隔で2個の線源、すなわち合計6個の線源を配置し、さらに配置していない部分に線源の1/10の強度となるようバックグラウンド線源を配置した体系を用意した。この体系に対して応答を取得し、作成した再構成プログラムにより再構成を行ったところ、すべての線源が正しい位置に再構成された。この結果より、1mmの間隔が再構成可能であることが示され、位置分解能は2mm以下となることが予想される。さらに、再構成に必要なデータ量を評価するために、線源を中心に1個配置した体系で、線源から放射されるγ線の個数を、107、106、105、104と変化させた場合で再構成を行ったところ、2×106個以上のγ線の発生があれば、正しい位置に再構成できることが確認できた。即ち、104Bqのアクティビティが悪性腫瘍の領域に集積していれば200秒でデータが取得可能となると予想される。提案する検出器の構造に適した、MLEM法を用いた再構成計算コードの開発を完了し、その動作を確認した。また、設計したコリメータを用いた検出器応答計算により、2mm以下の分解能を達成可能であることが示された。本研究は、悪性腫瘍除去手術に際し5 mm以下の悪性腫瘍の取りこぼしを低減させるために、腹腔鏡手術に対応可能な体内挿入型のSPECT検査装置の開発を目的としている。基本構造としては、ピンホールが4つ並んだ棒状コリメータの後方に位置敏感型検出器を配置し、この棒状の検出器3本で検査対象領域を見込むものとした。放射性薬剤の集積状況を三次元的に再構成するために、ML-EM法を用いて再構成を行うこととした。計算によるシミュレーションで、様々な検討を実施した。検査対象領域に1mmの薬剤の集積があり、それ以外の領域には1/10の強度で正常細胞にも薬剤が取り込まれるものとし、系全体が水で覆われているものして行っている。コリメータ形状と配置方法を計算機によるシミュレーションで検討したところ、当初の見込みであるXYZ直交座標の軸のような配置ではなく、3本平行に設置した方が検知能力に優れる結果となった。また、取りこぼし腫瘍と検出器の距離が15mm以下の場合は、約107のγ線が線源位置から放出される場合、ほぼ100%で線源の有無が検出可能であることが示された、しかしながら再構成されるピーク位置と線源の位置に若干のずれが観測され、腫瘍取りこぼしの有無は判別可能ながらも、再構成位置に若干のボケが現れる結果となった。コリメータとCdTeのフラットパネル検出器を用いて、模擬的に上記配置を再現し、シミュレーション結果を実験的に評価した。検出器の感度が低いため、RI線源が使用できなかったため、線源としてはX線発生装置を用いている。100μm焦点サイズのX線発生装置に対しデータを取得し再構成した結果、12mmのピーク位置のずれが生じたものの、線源位置の三次元再構成に成功した。今後は、より高感度な検出器を使用して検出限界などの実験的な評価を行う必要がある。悪性腫瘍除去手術は,患者に負荷をかけない腹腔鏡手術が主流となりつつあるも,悪性腫瘍の術中病理診断が必要になるため悪性腫瘍の取りこぼしのリスクが避けられない欠点がある.また,悪性腫瘍診断に用いられている陽電子放射断層撮影(PET)や単一光子放射断層撮影(SPECT)は,装置が大型であるため原理的に位置分解能と検出能力に限界があり,微小な悪性腫瘍の診断には向いてない.そのため,悪性腫瘍の取りこぼしを減らすために,体内挿入型の手術対応SPECT検査装置の開発を行った.

その結果,1mm以下の分解能を有するイメージ検出器が実現されれば,1mm立方の腫瘍を検出可能であることが示された.設計されたコリメータを作成し、プロトタイプ検出器の作成を実施する。また、その特性評価を通じて、実験により提案する検出器の分解能を評価する。放射線計測
利益マネジメントに関する国際比較研究

本研究の主たる成果としては,各国の金融発展程度と会計情報の質の関係の解明にあった.金融システムが発展するほど,様々な規制が強化され,また投資家が洗練することから,会計数値に対するモニタリングが強まると考えられる.ここで,我々は会計情報の質として,利益マネジメント(利益操作)に注目し,金融発展が進んだ国においては,利益マネジメントが抑制されるとの仮説を設定した.そして,37か国,56,830の観測値に対する検証の結果,この仮説が支持された.本研究の目的は,各国の利益マネジメント(earnings management)の水準に対するコーポレートガバナンス(以下,ガバナンス)の影響を,各国の制度的要因との関わりの下で,解明することにある.本年度は3年間の研究期間の1年目にあたることから,文献レビューと理論的背景の検討,そしてデータベースの整備を中心に進めた.まず,研究期間以前から開始されていたものであるが,本科研費研究の一環として,投資家保護法制と利益マネジメントの国際比較についての研究につきより厳密な分析を追加した.その結果,Journal of contemporary accounting and economics誌の11巻3号において掲載されることとなった.さらに,予備的な研究として研究代表者は日本企業についての連結子会社と利益マネジメントの研究を進め,平成27年12月の日本ディスクロージャー研究学会の自由論題において「連結子会社における利益マネジメントとその影響要因」として報告を実施した.ここでは,2004年3月期から2014年3月期までの日本の上場企業の決算を対象とし,連結ベースの異常会計発生高およびその連単倍率を分析した結果,子会社管理をめぐる親会社・子会社の属性は,連結子会社の利益マネジメントに影響を及ぼしていることをとの知見を得ることができ,国際間のガバナンスの一つとして子会社を巡る状況が重要であるとの方向性を得ている.そして,各国の財務データおよびコーポレートガバナンスに関するヒストリカルデータ収集のためのデータベースを選定し,最も分析に適合するデータベースとして,ビューロー・ヴァン・ダイク社のOsirisデータベースを選択することとなった.2015年10月に同データベースを導入するとともに,研究代表者を中心として,分析で用いるデータの整備を進めている.3年間の研究期間の1年目にあたり,文献解題とデータ整備を中心に進めた.ただし,過年度より進めたきた研究を進展させて,海外査読誌に掲載されるなど,一定の研究成果を上げることができた.また,国際比較を進める上での分析視角を構築するための日本企業を対象とした研究(予備的研究),そしてデータベースの整備も実施しており,次年度以降の準備についてもおおむね順調に進展していると考える.本研究の目的は,各国の利益マネジメント(earnings management)の水準に対するコーポレートガバナンスの影響を,各国の制度的環境の関わりの下で解明することにある.平成28年度は,3年間の研究期間の2年目にあたり,データの整備,理論の構築を中心に進めつつ,予備的な分析として,日本企業に限定したセッティングでいくつかの研究を進めた.研究代表者は,連結子会社の利益(子会社利益)の調整を通じた連結上の利益(連結利益)に対する利益マネジメントの実態と影響要因について分析し,1.企業集団内における子会社規模が大きいほど子会社利益の調整を通じた利益マネジメントが促進される一方、連結子会社数が多いほど抑制される、2.親会社が純粋持株会社である場合、子会社利益の調整を通じた利益マネジメントが抑制される、3.子会社に占める上場子会社数の割合が高いほど、連結利益の調整に対する子会社利益の調整の影響が大きい、そして4.内部統制報告制度の導入によって連結利益に対する利益マネジメントが抑制される傾向にあるが、子会社利益の調整を通じた利益マネジメントの抑制に資するものではないことを示し,この成果は,国内査読誌(現代ディスクロージャー研究)に掲載された.また,関連研究とした進めた研究分担者の共同研究は,海外査読誌(Journal of Accounting and Public Policy)に掲載されている.また,実施してきたサーベイ分析につき,研究分担者は日本銀行のセミナー,雑誌(『企業会計』)で掲載などの形でアウトプットしている.3年間の研究期間の2年目にあたるが,海外査読誌1,国内査読誌1,その他セミナー等での報告が進められており,おおむね順調に進展していると考える.本研究の目的は,各国の利益マネジメント(earnings management)に対するコーポレートガバナンスの影響を,各国の制度的要因との関わりのもとで解明することにあった.本研究では,研究期間を通じ,日本ではあまり取り組まれていない国際財務データベースを用いた国際比較研究に取り組み,3篇の海外査読誌を含む11篇の論文を公表することができた.本研究で解明された点として,各国の法制度と利益マネジメントと関係が挙げられる.先行研究では投資家保護法制が強化されるほど,会計的な利益マネジメントが抑制されることが見出されてきたが,他方で,実体的な利益マネジメント(企業活動を変更することで利益を操作するプロセス)との関連については解明されていなかった.我々は会計的利益マネジメントと実体的利益マネジメントの両面からの分析を実施し,それらの間の補完関係があることを見出した.さらに,各国の金融発展のプロセスと利益マネジメントを中心とした利益の質との関係についての研究を進めた.我々は会計情報が金融システムの最も重要なインフラの一つであることを前提とし,金融システムが発展した国ほどより質の高い会計情報に対する需要が高まる結果,会計情報の質が高い傾向にあることを明らかにした.ただし,これらの研究では,制度的環境が会計情報の質に影響を及ぼすプロセスにおいてコーポレートガバナンスの影響が大きいことを想定しているが,そのことを直接的に析出することができず,今後の課題とせざるを得なかった.

他方で,国際比較研究は世界各国の研究者によって取り組まれており,ある意味でグローバルな研究市場での競争に直面しているといえるが,こうした中で,我々の研究が海外査読誌に掲載されたことは,日本の会計研究のプレゼンスを高める上で一定の役割を果たしたと考える.本研究の主たる成果としては,各国の金融発展程度と会計情報の質の関係の解明にあった.金融システムが発展するほど,様々な規制が強化され,また投資家が洗練することから,会計数値に対するモニタリングが強まると考えられる.ここで,我々は会計情報の質として,利益マネジメント(利益操作)に注目し,金融発展が進んだ国においては,利益マネジメントが抑制されるとの仮説を設定した.そして,37か国,56,830の観測値に対する検証の結果,この仮説が支持された.平成28年度は3年の研究の2年目にあたることから,研究の本格的な実施を進める.7月までには分析用データベースを完成させるとともに,仮説の構築を実施し,10月までに分析を進める.その後,2月をメドとして成果をとりまとめ,学会発表・投稿を目指したい.平成29年度においては,さらなる研究の投稿,学会発表を継続する.29年度の8月までに,これまでの成果を踏まえた利益マネジメント,コーポレートガバナンスをあわせた国際比較分析を進め,ディスカッションペーパーとしてまとめる予定である.さらに,その後,海外ジャーナルに投稿することを予定している.財務会計購入予定のデータベースにつき為替レートの関係で若干安価に購入できたことと,分担者が購入予定であったソフトウェアにつき,バージョンアップが翌年度以降になったことから,購入を見送ったため.予定していた英語校閲につき,経費が節減できたこと.旅費の一部について,電話会議ですませたこと.次年度使用額につき,28年度中の旅費(研究報告)に充てる.追加データの購入について検討中である.
OS設計者を教育するシステムの研究

本研究では、4年生大学工学部計算機科学・工学科の3年次または4年次の学生に対して、独創的なシステムを設計できるようになるためのOS設計能力を養う教育システムについて次の研究と成果を得た。1.3年次向けのカリキュラムを試作し、数名の3年次の学生および数名の4年次学生に対して適用した。この結果、計算機工学科の3年次の学生が独自にOSを開発する能力を養うことができた。2.その際、申請者の作成したμカーネル「礎石」を仮想計算機上に移植し、教材として利用した。また、既に実現されていたOSデバック環境「忍」を整備し、教育環境を整えた。3.昨年度および本年度に教育に用いたワークステーション上に構築されていた教育環境をパーソナルコンピュータ上に移植するために、インテル社製CPU上で稼動するμカーネルを開発した。これらの成果から次の研究課題を見いだすことができた。1.より多数の学生に対して、試作したカリキュラムを適用し、幅広い評価を行う必要がある。2.本研究で開発したパーソナルコンピュータ用のμカーネル上で、ファイルシステムなどの資源管理層を実現し、学習者の設計したOSの開発環境を整える必要がある。今後はこれらの課題を解決する予定である。
ヒトの力学的着衣介助スキルの理解と双腕ロボットシステムへの転移

(1)ヒトの着衣介助スキルの力学的理解研究分担者の爲井(神戸大学)と協力して進めた。昨年度開発した、光学マーカによるモーション、床反力、指先圧力、筋電位信号を同時に計測できるシステムを用いて、着衣介助動作時の介護士の計測実験を行った。被介護者は健常者であった。本実験における介護士の着衣介助動作は、服をたぐって襟と裾を同時に掴んだ上で頭を通したのち、裾を下ろしていくというものであった。熟練した介護士は、被介護者の頭部位置がゆらいでいる場合でもその位置をよく推定し、素早く頭を通していることが示唆された。本実験中の指先圧力情報はばらつきが大きかった。指先センサが平面上であることに起因すると考えられるため、柴田(九工大)グループでソフトロボティクス技術を応用したセンサの開発を進めた。(2)衣服、被介助者および着衣状態の認識柴田(九工大)グループが担当した。(1)で確認された介護士の着衣介助動作は、これまでの研究で対象としていた着衣介助動作と大きく異なるため、これまでにノンパラメトリックベイズ学習で得た低次元の着衣状態空間では表現が不十分であることが分かった。改めて(1)で確認された介護士の着衣動作について学習用データ取得を行い、着衣状態空間の学習を行う準備を進めている。(3)双腕ロボットへの着衣介助スキル転移産業技術総合研究所が開発した被験者ロボットを用いて、袖にシャツを通すフェーズについて、システマティックに介助の適応能力を確認した。また、頭を襟を通し裾を下すフェーズについて用いている双腕姿勢の低次元空間を用いた強化学習について、その有効性を示した(論文投稿中)。研究実績の概要に記したように、計画に沿い各研究項目について研究が進展している。産業技術総合研究所が開発した被験者ロボットを用いて、袖にシャツを通すフェーズについて、システマティックに着衣介助ロボットの適応能力を確認するフレームワークができたことは期待以上の進展と言える。研究計画に沿い、各項目について引き続き研究を推進する。次年度が最終年度であるため、論文出版は勿論のこと、実証実験や成果広報にもより積極的に取り組む。(1)ヒトの着衣介助スキルの力学的理解研究分担者の為井が主導する奈良先端大グループが主に担当した。まず光学マーカによるモーション、床反力、指先圧力、筋電位信号を同時に計測できる計測システムを開発した。指先用の3軸力センサから200Hzで安定したデータ取得を他のセンサと同期しながら取得できること、またセンサ応答の線形性を確認した。今年度は計測システム開発に時間を要したことと、指先センサの配置位置や実験方法について繰り返し改良が必要だったため、介護士の計測にまで至らなかかったが、当該計測システムにより計測したデータを入力とした、介助側の消費エネルギー推定の他、力学的シナジー解析など、介助スキルの力学的特徴抽出の準備を順調に進めた。一方、着衣介助のスキルには、被介助者や衣服の「見え」が影響する可能性があるため、それを調査するため、ウェアラブルなAR型実験装置を九工大グループ側で委託開発した。(2)衣服、被介助者及び着衣状態の認識九工大グループが担当した。着衣介助タスクが成功しているか、しつつあるかを確認するためには、着衣状態を認識する必要がある。今年度はまず、深度センサからの視覚情報に対し、ノンパラメトリックベイズの新しい手法をを適用することにより、わずか2次元の低次元空間において着衣状態を認識できることを見出した(Koganti, et al., IEEE Trans Robot, 2017)。着衣介助中には、衣服、被介助者が衣服やロボットアームにより、RGB-Dセンサから部分的に隠れる状態(オクルージョン)が発生するため、RGB-Dセンサを複数用いるシステム開発も行った。また、ロボットアームの力覚センサを用いて、着衣介助失敗を検出する研究や、衣服や被介助者の力学的モデルを導入して、(1)(2)に役立てるための開発を進めた。研究実績の概要に記したように、計画に沿い多くの研究項目について研究が進展している。指先センサの配置位置や実験方法について繰り返し改良が必要だったため、介護士の計測にまで至らなかったが、介助スキルに対する視覚情報の影響を調査するために、新規なAR型実験装置を開発することができた。また、視覚以外の多様な情報を用いた着衣状態認識の基礎研究も当初予定より遅れているものの、深度センサからの視覚情報を用いた着衣状態認識研究については当初計画以上の発展があった。(1)ヒトの着衣介助スキルの力学的理解着衣介助のプロ(介護福祉士、理学療法士)による着衣介助動作(被介助者のモーション、介助者の上肢のモーションおよび手・指8点の力ベクトル)の計測実験を行った。その結果、着衣介助のプロは、手指からは衣服に対して大きな力を発揮する様子は、本システムによって観測されなかった。この結果が、プロのスキルによるものなのか、実験システムの仕様によるものなのか、もしくは実験方法によるものなのか、現在調査を進めている。(2)衣服、被介助者および着衣状態の認識衣服の画像による分類や特徴認識について、これまでベイズノンパラメトリック法を用いてきたが、今年度は、近年圧倒的な性能が得られることが知られている深層学習の応用を行った。まず一般的なConvolutional Neural Network (CNN)を応用した結果、無造作に置かれた衣服の襟の発見をほぼ確実に行うことができるようになった。

また、複数の衣服が無造作に重なっている場合に、それらの衣服を画像から弁別することも、Mask R-CNNを応用して、一定の成果を得た。また、複数カメラから衣服や被介助者の3Dポイントクラウド情報をリアルタイムで収集・統合するシステムを開発した。(3)双腕ロボットへの着衣介助スキル転移着衣介助スキルについて、衣服を腕に通す部分と、衣服を頭部や胴体を通す部分に分けて双腕ロボットシステムへ実装を行った。システムは2017年に東京ビッグサイトで開催された国際ロボット展に出展し、4日間連続で、全く問題なくデモを完遂した。参加者の中には実体験を希望するものも多かった。また、今年度は強化学習の実装を、シミュレーションおよび実機で進めた。全部で14自由度ある腕の運動も、ベイズノンパラメトリック法を適用したところ、2次元で十分実用に耐えうることが分かったため、少ない試行錯誤回数で着衣介助を成功させる軌道に到達することが期待できる。ヒトの着衣介助スキルの力学的理解について、着衣介助のプロは、手指からは衣服に対して大きな力を発揮していない可能性について、実績の概要で述べたように現在詳しく調査しているところであるが、それ以外の部分についてはおおむね計画にそって順調に進捗をしている。双腕ロボットシステムの開発や展示会における成功は、期待以上の面もあった。(1)ヒトの着衣介助スキルの力学的理解研究分担者の爲井(神戸大学)と協力して進めた。昨年度開発した、光学マーカによるモーション、床反力、指先圧力、筋電位信号を同時に計測できるシステムを用いて、着衣介助動作時の介護士の計測実験を行った。被介護者は健常者であった。本実験における介護士の着衣介助動作は、服をたぐって襟と裾を同時に掴んだ上で頭を通したのち、裾を下ろしていくというものであった。熟練した介護士は、被介護者の頭部位置がゆらいでいる場合でもその位置をよく推定し、素早く頭を通していることが示唆された。本実験中の指先圧力情報はばらつきが大きかった。指先センサが平面上であることに起因すると考えられるため、柴田(九工大)グループでソフトロボティクス技術を応用したセンサの開発を進めた。(2)衣服、被介助者および着衣状態の認識柴田(九工大)グループが担当した。(1)で確認された介護士の着衣介助動作は、これまでの研究で対象としていた着衣介助動作と大きく異なるため、これまでにノンパラメトリックベイズ学習で得た低次元の着衣状態空間では表現が不十分であることが分かった。改めて(1)で確認された介護士の着衣動作について学習用データ取得を行い、着衣状態空間の学習を行う準備を進めている。(3)双腕ロボットへの着衣介助スキル転移産業技術総合研究所が開発した被験者ロボットを用いて、袖にシャツを通すフェーズについて、システマティックに介助の適応能力を確認した。また、頭を襟を通し裾を下すフェーズについて用いている双腕姿勢の低次元空間を用いた強化学習について、その有効性を示した(論文投稿中)。研究実績の概要に記したように、計画に沿い各研究項目について研究が進展している。