hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
既往の大震災における震災の生起・拡大・終息過程に関する研究

想定された地震に対して的確な災害予測が行えるか否かは、地震防災の成否に直接に関わる重要な課題となっている。しかしながら、震災のような災害の場合には、種々の要因が複合されて生じるものであるから、その予測に当っては単なる仮定や想定から出発したのでは結果の信頼性に乏しく、条件設定に対する吟味が極めて重要であると考えられる。本研究では、既往の大震災の生起・拡大・終息に至る過程を総合的に把握し、個々の震災の特質を理解することによって、震災を著しく拡大する要因や震災の防止に著しく効果のある要因を明らかにし、その成果を今後の震災防止・軽減対策に資することを目的としており、前年度に交付を受けた同じ研究課題を引き継いで、研究をさらに発展させようとしている。1)震災を著しく拡大した要因及び震災の防止に著しく効果のあった要因の究明今年度は昨年度とほぼ同様の検討を1989年10月17日にサンフランシスコ周辺で発生したロマプリ-タ地震について実施した。その結果、直接の震害はそれほど大きいものではなかったにも拘らず、橋梁の一部崩壊による交通障害やライフラインの機能停止などいわゆる都市型災害のイメ-ジが強く、この震災が正に本研究で対象としたい震災の典型例であることが判明した。2)震災の拡大・防止に効果のある要因の現状調査前年度の報告では、3つの震災の共通点として、いずれの場合も大河川に架った幹線道路や鉄道橋等の橋梁の被害が後々まで救援活動や応急復旧事業に多大の影響を与えている点の指摘を行ったが、今回のロマプリ-タ地震でも全く同様のことが云える。また、新潟地震に際して顕著にみられた新開地に予想外の震害が集中すると云うパタ-ンは今回もマリ-ナ地区で同じように発生している。震災を効果的に軽減させるには、総花的な対策を漠然と実施するのではなく、キ-ポイントを捉えた集中的な防災対策が是非とも必要であり、そのキ-ポイントを的確に把握するための研究は今後とも必要であると考えられる。また、本研究の設備備品費で購入したビデオカメラとその附属品一式は、このような震災時の状況を画像で把えるための装置開発に用いられ、ほぼ実用の段階にまで達している。
「逆説」のミドルマンーコーカサス総督府通訳官と「オリエント」ー

研究三年目は、“Hirotake Maeda, “Lives of Enikolopians: Multilingualism and the Religious-National Identity ofa Caucasus Family in the Persianate World", Abbas Amanat and Assef Ashrafeds., The Persianate World: Rethinking a Shared Sphere, Leiden and Boston: Brill, 2019, 169-195を発表することで、研究の初期の成果を英文で纏めることができた。この中では、過去収集した家系の詳細やペルシア語、グルジア語、アルメニア語、ロシア語など多言語史資料解読による複雑な歴史の再構成に努めた。そして、単に通訳官という職種のみならず、言葉を翻訳することの政治的・社会的意味をより広く問いかけた。近代という時代および中東社会という地域史についても一定の貢献を得たと考える。「ペルシア世界」という近年注目される広域世界に関する水準の高い論文集に論文を掲載することができたこともまた研究成果の発信の観点からも大きな成果といえる。また、近代コーカサス史に関する概説を執筆したが、これも中央ユーラシア史研究の更なる深化に向けた貢献と考える。境域地域コーカサスの歴史が、周辺世界との連関で成り立っていることもあらためて強く認識した。このほか、ジョージア/グルジア人若手研究者のオクロピリ・ジクリ氏と共同で複数回の研究発表を行った。その中ではサファヴィー帝国支配下のジョージア/グルジアの貴族がギリシア語の福音書をオスマン帝国支配下のギリシア製教聖地に寄贈した際のジョージア/グルジア語テキストについて解析を行った。これも多言語主義に関する本科研の重要な成果と考える。コーカサス地域の地政学的複雑性と多民族性、そしてジョージア/グルジア王国とその上位権力たる帝国の複合性を象徴する存在であるエニコロピアン家の歴史について、英文での論文を発表できたことは大きな成果であった。発表の場となった論文集自体もペルシア世界を地域も時代も広くとらえた著作であり、他の論考の考察もまた、本科研の研究課題の深化に大きく貢献するものである。また、近代という時代について、コーカサス地域史の観点から考察を深める機会も得た。このように、とりわけ地域の重層性を確認していく作業は順調に進展しているといえる。また、今年度も複数回の海外調査を行い、本研究の目指すヒトとモノの「移動」と「伝播」の世界史について多くの知見を得た。内蒙古や東欧も含めた実地調査では、農牧接壌地域の環境と歴史について、本科研にも関わる多くの成果を得たと考える。他地域・他分野の研究者との意見交換の機会にも恵まれ、本研究の枠組みを広げる上で特に「国家」の相対化について知見を得ることができた。本研究では、分断・分節化によってこれまでの研究では必ずしもきちんとした評価を受けていなかったミドルマンに注目しているが、コーカサスという地域全体がミドルグラウンドの特性を持つ地域の特性まで視野に入れることが出来た。次年度は、これまで同様に多言語の史資料の収集と解読が必要である。また、本課題のために残された期間について、より動態的な一族の歴史の把握に努めていきたい。すでにロシア語等の史料から、境界を越えた一族の複雑な交渉について手掛かりを得ているので、この問題についてより深く調べていく必要がある。さらに、ミドルマンが単に通詞として果たした役割以上のいわば「つなぐ役割」に注目する本研究では、特にコーカサス現地における「オリエント」の認識や受容についても理解を深めることを意図している。地域認識や自己認識について、歴史的展開を押さえた上で、「伝統」の内実についても理解を深めていく必要がある。その上で、近代という時代がコーカサス地域社会にもたらした影響をミドルマンやミドルグランドといったタームで表現することの可能性と限界もまた浮かび上がるであろう。後者の問題については、日本史や西洋史の研究者との意見交換にも今後も積極的に努めていく必要がある。また、欧米の研究との接続についても自覚的でなければならないと考える。研究成果のとりまとめについても検討を重ねる必要がある。研究初年度は、先行研究について把握することに努めた。また、通詞官の活躍した社会的背景について理解を深めるために、19世紀コーカサス社会に関する概説や、境域としてのコーカサス地域とコーカサス出身マイノリティの活躍が活発になる16世紀以降の西アジア史について概観の把握に努めた。こうした成果の一つとして、アリカンテ大学における国際セミナーにおいて、コーカサス出身者の領域横断的な活動について取り上げた、“Men of transformative: Caucasian converts at the Safavidcourt in the era of early-modern globalization"が挙げられる。この中では、グルジア豪族社会のダイナミズムと、これと西アジア・イスラーム帝国との接触により生じた人の移動について焦点をあてた。その移動の範囲は遠大であり、大きな歴史的影響を与えている。同セミナーでは、同時代の地中海海域史を専門とする研究者と活発な意見交換を行った。また、19世紀に先行する時代であるが、17世紀においてグルジア、アルメニア、ペルシア語を操り、グルジア史をイランで執筆したパルサダン・ゴルギジャニゼの写本についてトビリシで調査も行い、その境域的な活動について考察した。このほか、19世紀コーカサス総督府に関係する史資料の収集や関連する論文の執筆などを行うことで、当時のコーカサス社会の歴史の把握に努めた。国際セミナーでの報告など、先行する時代も含めて、複数言語を操ることの意味や諸文明圏の越境について理解を深めることが出来た。また、海外調査を繰り返すことで、海外研究者とのネットワーク造りも順調に拡大している。

特にスペインの国際セミナーでは、地中海史の研究者との意見交換を行うことが出来たが、コーカサスはバルカンや東地中海との比較が可能な地域であるので、こうした理論的な視野の拡大が研究にも役に立つと考えている。ただし、通詞官そのものについて、情報の収集や解析についてはまだ進められていない。この点は今後の大きな課題である。研究二年目は、初年度に引き続き、先行研究について把握することに努めた。また、多言語に通じて帝国に仕えたコーカサス出身エリートの例として、17世紀にサファヴィー朝に仕えたグルジア出身(おそらくアルメニア系)官人のパルサダン・ゴルギジャニゼと彼の残した作品について事典項目を英文で執筆した。その中で、複合的なアイデンティティのあり方や政治性についても触れた。また、ゴルギジャニゼの作品にも登場する有力なグルジア出身官人家系について、英文の論文からペルシア語に翻訳を行い、イランで出版した。この論文は2008年にグルジア語に翻訳されてやはり単著として刊行されており、いわば「二つの母国」でともに現地語で出版されたことになる。すなわち言語・宗教をこえた活動を繰り広げた越境エリートの歴史を多面的な広がりをあらためて確認する作業にもなった。このほか、諸文明の交差点としての環黒海地域に注目することで、ジョージタウン大学教授チャールズ・キングの著作『黒海の歴史』を監訳して出版した。また、今年度もイギリス・スコットランドのエディンバラ大学やジョージア国立文書館で開催された国際シンポジウムに参加して、積極的に海外での発表と史資料の収集および研究者との意見交換に努めた。エディンバラでは欧米の研究者と意見を交換して、ジョージアでは現地や旧ソ連圏の研究者とも研究交流を深めることが出来た。来年度も引き続き史資料の収集に努めていきたいと考える。19世紀に先立つ時代であるが、多言語能力をいかして活動していたグルジア出身官人について英文で解説を記し、キリスト・イスラーム教関係史の国際的な大部な著作に貢献することができた。また、『黒海の歴史』監訳の作業の中でも、ロシア南下の歴史的意味など再検討することができた。このように、文明の狭間としてのコーカサス地域とその出身者の活動について、より幅広い文脈から捉え直す作業をすすめることができた。ゴルギジャニゼについてはイギリス・スコットランドでも報告を行うことで、研究者との意見交換を通じてユーラシアを移動する人びとの視点からも多くの示唆を得た。研究三年目は、“Hirotake Maeda, “Lives of Enikolopians: Multilingualism and the Religious-National Identity of
精神ストレスに起因するゲノム可変性からみた発達障害の基盤メカニズムの解明

ストレスホルモンのコルチゾールは脳の標的器官である海馬と視床下部に発現しているGR受容体を介して脳機能のシグナル伝達に影響を及ぼす。本研究ではマウス海馬神経細胞を用いてがGR受容体を介し神経細胞の活性化を促進し、NMDA受容体の一つのNR2Aの翻訳を促進していることが分かった。またマウス母子分離ストレスによる海馬組織のGRの発現量はmRNAで変化はなかったがタンパク質の著しい低下がみられた。このことからストレスによる急性の神経細胞の活性化と慢性的な神経活動の低下は前者がGRを介した神経活動、及び活性化タンパクの発現促進であるのに対して後者はGRそのものの発現低下に起因することが示唆された。ストレスに反応し副腎より放出されるストレスホルモンであるコルチゾールは脳においては標的器官である海馬と視床下部に発現しているGR受容体を介して脳機能のシグナル伝達に影響を及ぼす。ストレスホルモンがGR受容体を介し神経細胞の活性化を促進し、またストレスがGR遺伝子のメチル化を促進することが分かっているがその遺伝子制御と反応との関連性が分かっていない。これまでにグルココルチコイドは短時間の作用では膜型受容体を介した作用によりNMDA受容体の活性化を引き起こし、NMDA受容体の翻訳を促進している事がmRNAやタンパク質の発現量より示唆された。平成24年度は「ストレス誘導性神経機能調節分子の発現変動とDNA修飾作用の解析」、を目的に幼若期ストレスによって変動する様々な遺伝子の把握とエピジェネティクス修飾作用について検討した。実験方法として幼若期ストレスを負荷したマウスの脳のGRの発現変化やDNAのメチル化状態、および網羅的に発現変動する遺伝子の特定を行った。生後1日目より母子分離ストレスを14日間負荷されたマウスは生後のGRの発現量が著しく低下する事が分かった。しかしながら、バイサルファイトシークエンスによるメチル化状態を確認した所、大きな変動は見られなかった。一方でDNAメチル化アレイ解析により網羅的に解析した所、生後30日齢で母子分離群で高メチルであったもの76遺伝子、低メチルであったもの46遺伝子が見つかった。またこれまでに発達の過程で重要な遺伝子やグルココルチコイドによって誘導される炎症反応に関連する遺伝子の発現をリアルタイムPCR法でmRNA量を調べた所これらの遺伝子の発現量が低下していた。今後これらの遺伝子の調節機構を解明することで環境要因、特にストレスに対する遺伝子のエピジェネティック調節メカニズムについて解明する。ストレスがGR遺伝子のメチル化を促進することが分かっているがその遺伝子制御と反応との関連性が分かっていない。本研究により以下のことが証明された。1.機能的メカニズムの解明・・・これまでにマウス海馬培養神経細胞にストレスホルモンであるコルチコステロンを投与すると神経細胞の自発的細胞内カルシウムスパイク、同期現象の増加が見られ神経活動の興奮性が活性化する事が分かった。2.遺伝学的調節機構の解明発火現象が増幅したメカニズムを本年度はmRNAと蛋白レベルをreal time-PCR法とウェスタンブロティング法で確認した。その結果NMDA受容体のNR2Aサブユニットの蛋白レベルがコルチコステロン刺激によって増加した。特にNR2Aの蛋白質の発現が有意に増加したため、翻訳阻害剤であるシクロヘキサミド処理を投与した所この発現増加は抑制された。一方でmRNAの発現変化は見られなかった。このとこからCORTは急性(2時間)では翻訳の促進が活性化することが示唆された。3.AMPA受容体やNR1サブユニットの変化は見られなかった。このNR2Aの発現増加によってCORT刺激で見られたCaオシレーションの同期性が引き起こされるのかをNR2A特異的アゴニストであるD-serineを用いてCaイメージング法にて検証した。その結果、D-serine投与後、オシレーションの増加性と同期性が増加し、CORTと同様の作用が検出された。このことから、CORTによる海馬神経細胞の神経活動の活性化はNMDA受容体のNR2Aの翻訳促進にあることが証明された。4.この同期性には興奮性(Glutamate)、抑制性(GABA)のバランスが重要であるが、GABA受容体の一つであるGABAaの阻害薬であるbicuculine投与でも同様の同期性の増加が観察されたが、CORT刺激による蛋白質の発現増加は見られなかった。このためCORTによる同期性の増加やオシレーションの増加は興奮性の神経細胞の活性化が重要であることが示唆された。細胞内カルシウムイメージング法を用いてこのメカニズムを検証した結果、以下の事が本研究で示された。

(1)コルチコステロン刺激による同期現象の活性化はンNMDA受容体、AMPA受容体を介した細胞外カルシウムイオンの流入によるものである。(2)細胞内のストアからの流出作用はなかった。(3)膜非透過性のコルチコステロン(cor-BSA)で同様の現象が確認され、またグルココルチコイドの賦活剤であるデキサメタゾンによって同様の活性化が認められた。したがって、この作用は膜型のグルココルチコイド受容体を介した作用である。2.遺伝学的調節機構の解明発火現象が増幅したメカニズムを本年度はmRNAと蛋白レベルをreal time-PCR法とウェスタンブロティング法で確認した。その結果NMDA受容体のNR2AとNR2Bの両サブユニットの蛋白レベルがコルチコステロン刺激によって増加した。一方でmRNAは逆に刺激によって速やかに減少した。翻訳阻害剤であるシクロヘキサミド処理によってこの反応は抑制された。従って、NMDA受容体の翻訳亢進が示唆された。一方でAMPA受容体やNR1サブユニットの変化は見られなかった。一方で抑制性のGABA受容体の一つであるGABAa受容体についてはコルチコステロン刺激で増加が見られた。しかしながら翻訳阻害剤では抑制されなかった。したがって、抑制性はこれまでの通り核型受容体が遺伝子転写を制御して反応を促進していると考えられた。このように興奮性と抑制性で転写や翻訳のスピードや制御機構を使い分ける事が示唆された。本研究の目的でストレス誘導性神経機能調節分子の発現変動とDNA修飾作用の解析」、「ストレス負荷マウスにおける海馬神経機能の変化とストレス耐性機能の獲得の関連性」についてはおおむね目標を達成できた。一方でDNAの修飾作用の解析は今後ストレス負荷マウスの脳のサンプルよりChIP解析を行う予定であるが組織のChIP特に脂肪の多い脳は抽出が難しいので検討をする余地がある。本研究目的である「ストレスホルモンの神経細胞の活性化におけるシグナル伝達調節作用」については達成目標をクリア出来た。24年度の「関連分子の発現変動とDNA修飾作用」について現在検討中である。また脳機能形成や脳機能における活性化の役割を行う予定である。ストレス負荷マウスにおける海馬神経機能の変化とストレス耐性機能の獲得の関連性を目的とし、母子分離ストレスマウス脳のエピジェネティック制御機構を解明するために脳サンプルのChIP解析を行う。これにより幼若期ストレスの発達障害関連分子の制御機構が分かる可能性がでる。また本年度は動物飼育や行動実験が主体となるのと遺伝子発現解析の抗体等が使用金額に充てる事が多いと思われる。ストレスホルモンによる神経細胞の活性化がグルタミン酸受容体を中心としたシナプス伝達調節の制御によって行われ、またそれが転写制御よりも翻訳制御機構を介して行われているという本研究の成果からメカニズムの概要が分かったが具体的にそのメカニズムがストレス制御機構や脳機能において何を示しているのか不明である。
動物用MRIへの応用を目的とした高温バルク超電導磁石の磁場均一化

小動物を用いた疾患の基礎研究や医薬品開発に利用可能な、小型・高分解能のMRI装置に対する需要が高まっており、そのための磁場発生源として高温バルク超電導体が注目されている。本研究では、高温バルク超電導体をMRIに応用するうえでの技術課題である発生磁場の均一化に取り組んだ。平成20年度までに、2個のバルク超電導体を対向させて固定するホルダと、磁場測定用ホールセンサを走査させる3軸ステージの製作が完了した。これを利用して平成21年度は、バルク超電導体を液体窒素で冷却し、縦型超電導マグネットで着磁を行った。着磁過程では、磁石のボア中心に超電導体を置き、0.21.0Tの磁場を加えた。バルク超電導体としては、ガドリニウム系材料で作られた外径46mm、内径16mm、高さ15mmのリング形を使用した。表面から1.0mmの高さにおいて、上記の3軸ステージを使用して磁束密度分布の測定を行った。また、超電導特性を考慮した数値解析を行い、より均一度の高い磁場空間を得る条件を検討した。解析には独自に開発したプログラムを用いた。リング形のバルク超電導体を上下1個ずつ、様々なギャップで対向させる構造とし、その間に磁場均一空間を確保した。バルク超電導体の超電導磁気特性は、臨界状態モデルにより表現した。さらに、バルク超電導体の内径や着磁条件を変更して同様の解析を行い、それぞれのパラメータが磁場分布にどのように影響するかを明らかにした。バルクの断面全体に電流が生じる1.7Tの外部磁場のもとでは、ギャップ4.5mm付近で、最も均一な磁場分布が得られた。また、外部磁場を強くすると、均一磁場の得られるギャップは短くなることがわかった。代表者の関野は主に磁場分布の数値解析を,分担者の大崎は主に着磁実験を担当した.本年度はまず,バルク超伝導体と超電導薄膜を,磁場中冷却法により着磁した場合について,磁場分布の数値解析を行った.バルク超電導体は,ガドリニウム系材料で作られた直径46mm,高さ15mmの円柱形標準品を対象とした.薄膜は,直径2インチのMg0基板上にイットリウム系材料(YBCO)で厚さ2μmに成膜したものを対象とした.解析には2次元軸対称および3次元の有限要素法を用いた.バルク超電導体を上下1個ずつ対向させ,その間に磁場均一空間を確保する基本設計とした.数値解析においては,バルク超電導体および超電導薄膜の超電導磁気気特性を臨界状態モデルにいより表現した.バルク超電導体は,製造過程で超電導特性の不均一がある程度生じるのは避けられないので,不均一を持たせたモデルを取り入れて,これが磁場分布に与える影響も明らかにした.実験では,上記サイズを有するバルク超電導体と超電導薄膜を上下に対向させて配置するためのホルダーと,ホールセンサを3軸に走査して磁場分布を測定するシステムを設計・製作した.このセンサシステムは.磁場を測定するためのホールセンサが内蔵されたプローブと,それを走査するための3軸ロボットモジュール,そしてそれらをコントロールしデータをサンプリングするPCで構成した.ロボットモジュールは,非磁性材料で構成されており,調音波モータで駆動することを特徴としている.また,着磁時にはバルク超電導体を上下に対向させるのに対して,磁場分布測定時には左右に対向させる必要があることから,超電導体を液体窒素に浸けたままで90度回転させる機構も備えている.小動物を用いた疾患の基礎研究や医薬品開発に利用可能な、小型・高分解能のMRI装置に対する需要が高まっており、そのための磁場発生源として高温バルク超電導体が注目されている。
3次元性を考慮して2次元平面内流速分布を推定する計算手法の基礎的研究

本研究の目的は、所与のx方向流速成分uからx-y平面内のy方向流速成分vを推定する数値計算手法を提案することである。その際、支配方程式中にある面外方向(z方向)微分項を無視せずに3次元性を考慮する。本研究では、u,vの他に発散Dと渦度ωを考慮することとした。これらをフーリエ級数展開により表現し、発散と渦度のフーリエ係数が等しいとする補助方程式を導入する手法を提案した。定量的な性能には改善の余地があるものの、本手法は吸い込み(D<0)と湧き出し(D>0)の位置を正確に同定することが可能で、合理的なvの分布を計算するポテンシャルを有することが示された。平成27年度上半期においては、まず粒子法の準3次元解析への適用性についての検討を行ったが、粒子サイズの変更により面外への流出や面外からの流入を表現することはできないとの結論に至った。次に、平面内の速度2成分のうち1成分が既知な状況で3次元性パラメータDを計算する手法として、N-S方程式から圧力勾配を求める手法、N-S方程式から圧力を消去する手法等を考案した。いずれの計算手法においても奇数階の空間微分項が支配的になり、これを数値積分する際に積分範囲後半において誤差が蓄積していくことが分かった。これは、本課題のもつ本質的な問題であり、方程式の離散化→代数方程式の求解という手順を踏む限り回避することはできないとの結論に至った。そこで平成27年度下半期では、各方程式を解くのではなく"最適化"の考え方を導入した新しい手法を考案した。新手法においては、Dの分布の仮定→Dと既知な速度成分uを代入して未知な速度成分vを算出→u、vを運動方程式に代入して各方向の圧力勾配算出、という手順を踏む。こうして算出された圧力勾配は圧力一価の条件を必ずしも満たさないが、複数のDの分布を計算して圧力一価条件の矛盾量が最小化されるものを最終的に採用する。この手法を流入・流出をもつ直方体チャンバー内の流れに適用したところ、細部には誤差が見られるものの面外への強い流出を再現することに成功した。本手法を適用した際の予測精度はDの分布の仮定法に依るところが大きい。現在のところ、既知な速度成分uのx方向勾配の分布にはDとの相関があるはずであるとの仮定に基づいてuのx方向勾配分布中にある極値の位置を参照してDを予測しているが、高精度化のために改善が必要であると考えられる。当初の予定では平成27年度内に準3次元解析手法を完成し、28年度には完成した手法の精度検証と、心臓の超音波計測を対象とした拡張を行う予定であった。しかしながら、「研究実績の概要」の項で述べたように、平成27年度上半期に検討していたアプローチが本質的な問題をはらんでいることがわかり、下半期に方針を転換して新たな手法を構築し直す必要に迫られた。そのためにおおよそ半年の遅れが発生している。ただし、下半期から開発をスタートした新手法は今後の発展が期待できる性能を示しているため、遅れの大半を次年度に取り戻すことが可能と思われる。本研究の目的は、所与のx方向速度成分uから3次元性を考慮しつつx-y平面内のy方向速度成分vを推定することである(準3次元解析)。3次元性の考慮とは支配方程式中のz方向微分を無視せずx-y平面の2次元解析を行うことを意味する。当初は連続の式中のz方向微分のみを考えてvの近似値を算出する方針であったが、運動方程式中のz方向微分項を無視すると大きな誤差がvに蓄積してしまうことが平成27年度の研究よりわかった。しかしながら、すべてのz方向微分項を考慮するためには条件が不足する。支配方程式は連続の式と2方向の運動方程式の3本だけであるのに対し、速度成分v、圧力pの他に複数のz方向微分項が未知数として存在するからである。そのため平成28年度は方程式系を閉じるための研究を行った。まず、圧力勾配項とz方向微分項(対流項と拡散項)を一まとめにしたパラメータを定義し、未知数の個数を4個に低減した。その上で、方程式系を閉じるための工夫を複数試みた。もっとも精度が高かったのは、v以外の未知パラメータをy方向にフーリエ級数展開した近似を施し、x方向運動方程式を満たすように最小二乗法で係数を決める方法であった。未知数の個数を減らすことは出来ないが、フーリエ級数展開中の短波長成分を無視することで各未知数の自由度を低減したのである。運動方程式中のz方向微分項をモデル化する方法など他のアプローチよりも高い精度でz方向微分各項を再現する極めて高いポテンシャルが本手法にあることが示された。ただし、所与の速度成分uの絶対値が極めて小さい場合(流れがよどんでいる領域)では計算が不安定になり局所的に精度が落ちる欠点も同時に判明した。平成29年度はこの不安定性除去の研究を行う予定である。本研究の準3次元解析の目指すところは、純粋な2次元解析よりもベターな近似値を算出することであった。しかし、平成28年度下半期にz方向微分項の分布に高周波成分を無視したフーリエ級数展開を施す手法を提案したところ、この手法には想定以上に高い精度で各項を再現するポテンシャルがあることが判明した。この手法を実用化することで当初の予定以上に高い目標を達成できる可能性が出てきた。

なお、上記アプローチに考えが至ったのが平成28年度下半期であったため、学会発表や論文執筆は果たすことができなかった。以上の2点を勘案して(2)と判断した。本研究の目的は、所与のx方向流速成分uから3次元性を考慮しつつx-y平面内のy方向流速成分vを推定することである(準3次元解析)。平成28年度までの研究により、平面上の発散Dをy方向へのフーリエ級数展開により表現する方法が有望であることが判明したので、平成29年度はこのアプローチをさらに発展させるべく研究を行った。まず、パラメータの整理を行い、流速2成分u,vと発散Dに加えて、渦度ωも考慮することとした。ヘルムホルツの定理によれば、任意のベクトル場は発散Dと渦度ωにより表現することが可能であるからである。考慮するパラメータD,ω,u,vのうち既知なものはuのみである。その上で、D,ω,u,vの各々を2次元のフーリエ級数展開により表現することにした。その結果、フーリエ級数の係数についての関係式2本が波数別に得られた。しかし、フーリエ級数の係数のうち、D,ω,vに由来する3種類が未知であるから、3つの未知数に対して関係式が2本しか存在せず、方程式系は閉じていない。つまり、この問題は本質的にclosure problemであり、何らかの補助方程式を導入しない限り解くことができないことが明確に示された。本研究では補助方程式として、Dとωの各波数での係数を同値した式を導入することとした(ただし、Dは正弦展開、ωは余弦展開をそれぞれ施しているためD=ωではない)。これは発散と渦度の速度場へのcontributionが等しいオーダであることを仮定したためである。この補助方程式を流入・流出のある3次元流れ場の中央断面に適用したところ、壁面への衝突を伴う湧き出しを過剰に予測するなど定量的なパフォーマンスには改善の余地があるものの、吸い込みと湧き出しの位置を正確に予測することに成功した。今後、他の流れ場においても検証を重ねていくことで実用性のある計算手法となっていくことが期待される。本研究の目的は、所与のx方向流速成分uからx-y平面内のy方向流速成分vを推定する数値計算手法を提案することである。その際、支配方程式中にある面外方向(z方向)微分項を無視せずに3次元性を考慮する。本研究では、u,vの他に発散Dと渦度ωを考慮することとした。これらをフーリエ級数展開により表現し、発散と渦度のフーリエ係数が等しいとする補助方程式を導入する手法を提案した。定量的な性能には改善の余地があるものの、本手法は吸い込み(D<0)と湧き出し(D>0)の位置を正確に同定することが可能で、合理的なvの分布を計算するポテンシャルを有することが示された。平成27年度下半期に開発した新手法では3次元性パラメータDの分布を正確に予測することが精度を大きく左右することが分かっている。現状では、既知な速度成分uのx方向勾配の分布にはDとの相関があるはずであるとの仮定に基づいてuのx方向勾配分布中にある極値の位置を参照してDを予測しているが、今後は極値だけでなく値の正負が切り替わる点を合わせて参照するなどしてより高精度な方法の実現を目指す。また、任意のベクトル場は渦なしベクトル場と発散なしベクトル場に分解することが可能であるとするヘルムホルツの分解定理を利用して、D(2次元ベクトル場の発散に相当)を精度よく予測する方法についても検討する。
新規白色腐朽菌によるメタン・ブタノール産生経路の解明

木質バイオリファイナリー技術の一つとして白色腐朽菌の利用が期待されている。これまでに、メタンを産生可能な白色腐朽菌が自然界より発見されており、メチオニンから生合成されると推定されている。そこで本研究では、木質からのアミノ酸合成技術及びバイオ燃料生産技術確立を目的に、高活性リグニン分解菌Phanerochaete sordida YK-624株におけるアミノ酸及びメタン生合成関連遺伝子群の解明を目指した。P. sordida YK-624株のウラシル要求性変異株(URA5遺伝子欠損株)に無作為にURA5遺伝子を挿入した形質転換株系統(U系統)から、アミノ酸及びメタン高産生株の選抜を行った。総アミノ酸産生量はニンヒドリン法及びBradford法、メタン産生量はGC-TCDによって定量を行った。U系統73株からアミノ酸高産生株及びメタン高生産株を探索した結果、両高生産株間に関連性は観察されなかった。スクリーニングによりメタン高産生株3株を選抜し、そのうち1株は推定前駆体であるメチオニンの添加によりメタン産生量が増加した。この結果から、メタン高生産株は異なる遺伝子(メチオニンあるいはメタン生合成関連遺伝子)にそれぞれURA5遺伝子が挿入されている可能性が示唆された。メタン生合成に関する遺伝子情報を取得中であり、おおむね順調に進展していると判断する。P. sordida YK-624株のウラシル要求性変異株(URA5遺伝子欠損株)に無作為にURA5遺伝子を挿入した形質転換株系統(U系統)からブタノール高生産を選抜し、inverse PCR法によりゲノム遺伝子におけるURA5遺伝子挿入位置を確認することで、アミノ酸生合成及びブタノール産生に関与する遺伝子を同定する。
Ａｌｕ配列と遺伝性疾患の病態に関する研究

Alu配列はヒトゲノム中の100万コピー以上もあるとされ、全ゲノムの約10%を占める。Alu配列は霊長類の進化とともに出現した。Alu配列はこれまで意味のない配列と考えられてきたが、最近その機能についての知見が少しずつ報告されてきている。申請者はこれまで小児科の先天代謝異常症および臨床遺伝を専門として、ケトン体代謝異常症の分子病態の解析を行ってきた。その中で、遺伝子内における複数のエクソンの欠失、挿入などの遺伝子再構成を伴う症例を経験し、それがイントロン内のAlu配列間での相同組換えによることを、組み換え領域の配列を解析する事で報告してきた.Alu配列間での組換えによるDNA断片の重複、欠失誘導の実際例の解析では、遺伝性疾患であるT2欠損症、SCOT欠損症、HMG-CoAリアーゼ欠損症、CPT2欠損症、CACT欠損症について独自にMLPA法を確立して遺伝子内欠失、重複を検出できるシステムを確立しており、それを患者解析に適応した.その結果T2欠損症におけるMLPA法の確立と欠失例の同定についてはMol Genet Metab 2013に報告した.またHMG-CoAリアーゼ欠損症についても欠失例を同定している.またAlu配列のスプライシングに与える影響の解析では、T2遺伝子のイントロン10内に挿入したAlu配列のスプライシングへの影響の検討では、Alu配列の逆方向への挿入が、エクソン10をスキップする方向に働くことを見いだした.これはイントロン10の3'スプライス部位の認識が弱いことに関連して生じていることが判った.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。その中で、遺伝子内における複数のエクソンの欠失、挿入などの遺伝子再構成を伴う症例を経験し、それがイントロン内のAlu配列間での相同組換えによることを、組み換え領域の配列を解析する事で報告してきた.Alu配列間での組換えによるDNA断片の重複、欠失誘導の実際例の解析では、遺伝性疾患であるT2欠損症、SCOT欠損症、HMG-CoAリアーゼ欠損症、CPT2欠損症、CACT欠損症について独自にMLPA法を確立して遺伝子内欠失、重複を検出できるシステムを確立しており、それを患者解析に適応した.その結果T2欠損症におけるMLPA法の確立と欠失例の同定についてはMol Genet Metab 2013に報告した.またHMG-CoAリアーゼ欠損症についても欠失例を同定している.またAlu配列のスプライシングに与える影響の解析では、T2遺伝子のイントロン10内に挿入したAlu配列のスプライシングへの影響の検討では、Alu配列の逆方向への挿入が、エクソン10をスキップする方向に働くことを見いだした.これはイントロン10の3'スプライス部位の認識が弱いことに関連して生じていることが判った.Alu配列はヒトゲノム中の100万コピー以上もあるとされ、全ゲノムの約10%を占める. Alu配列の機能についてはいくつか報告があるが、報告例は少なく実際例の積み重ねが必要である。今回2)Alu element間での組み換えによるDNA断片の重複、欠失誘導の実際例の解析:β-ケトチオラーゼ(T2)欠損症、SCOT欠損症のみでなくCPT2欠損症、CACT欠損症、HMG-CoAリアーゼ欠損症の診断のためのMLPA法の確立を行い、Alu elementによるnon-equal homologous recombinationの例の収集を試みた.現在T2欠損症で2つの欠失、1つの重複、SCOT欠損症で1つの欠失、HMG-CoAリアーゼ欠損で1つの欠失を同定することができ、切断点の解析を行っている.2)イントロン内のAlu配列のスプライシング(エクソン認識)に対する影響の検討.T2(ACAT1)遺伝子でエクソン10は短く、splice acceptor部位の認識が弱くexonic splicing enhancerが必要なエクソンである.そこで、そのsplice acceptor部位の上流にAlu配列を順方向に2つ、もしくは逆方向に2つ組み込むことで、エクソン10のスプライシングにどのような影響を与えうるかを調べるベクターの構築を行った.その結果Alu配列を逆方向に2つ挿入すると、エクソン10を認識しにくくなり.正方向にいれても影響しないことが示された.現在そのことを再度確認中である.これはAlu配列があることが、その近傍のエクソン認識に影響を与えることを示していると思われる.1)Alu element間での組み換えによるDNA断片の重複、欠失誘導の実際例の解析においても、T2, SCOT欠損症のためのMLPA法の確立にとどまらず、CPT2欠損症、CACT欠損症、HMG-CoAリアーゼ欠損症のMLPA法を確立でき、まずこれらの疾患の遺伝子診断にとって有用となったこと.さらにその中から一定の欠失、重複例を見つけることができ、現在その解析をすすめ論文作成中である.

2)イントロン内のAlu配列のスプライシング(エクソン認識)に対する影響の検討では最初ACAT1遺伝子のエクソン3ー5の領域を用いて解析する予定であったが、他の研究からエクソン10を含むconstructを応用することにしたため、かなりスムーズに実験系が作成でき.一定の結果が得られそうである.Alu element間での組み換えによるDNA断片の重複、欠失誘導の実際例の解析切断点の解析からどのようなAlu配列間のどの領域で組換えが生じやすいのか、自験例、報告例についてまとめる。新たに同定したAlu elementsによる組換え例については論文報告を行う。イントロン内のAlu elementのスプライシング(エクソン認識)に対する影響の検討計画ではT2遺伝子のエクソン2ー5で例をあげたが、現在エクソン10近傍の配列での検討をおこなっており、そこでさらに詳細な検討を行う。それによりAlu elementの有無がスプライシングに与える影響についてまとめる。またエクソン認識に影響を与えるAlu elementが同定出来れば、そのエクソンとの距離を種々に変更したベクター、変異を導入したベクターを作成し、その影響について検討を加える。2年間の結果を論文として公表出来るようにする25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
HUMARA assayおよび免疫染色を用いた咀嚼筋腱腱膜過形成症の病態解明

咀嚼筋腱・腱膜過形成症の検体で解析をしたのは7例であった。腱組織においてTenomodulinおよびSmad8の発現が認められていることを見出し、腱組織の増殖様式はポリクローナルな増殖であることが示された。また、2次元電気泳動による解析を行った結果、collagen 6A1の発現が上昇していた。咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の病態について,組織学的には腱・腱膜過形成が起こっているとされているが,科学的証拠が不十分で組織学的特徴に乏しい.そこで我々は,咀嚼筋腱腱膜過形成症患者の組織学的特徴を分子レベルで明確にすることを目的とした.その方法として,(1)免疫組織学的手法による分子の発現パターンの検討;免疫染色によるタンパク質発現解析(2)細胞のクローナリティー解析;1つの細胞が増殖しているのか(モノクローナルな増殖;腫瘍性増殖),または多数の細胞が増殖しているのか(ポリクローナルな増殖;反応性増殖)を行う.咀嚼筋腱・腱膜過形成症の検体で解析をしたのは7例であった。平成20年度は咀嚼筋腱・腱膜過形成症における組織免疫染色および細胞のクローナリティー解析のための準備を行った.症例数は3例(全例女性)であった.組織サンプルをまず,手術室から持って行き,サンプルを組織免疫染色用およびクローナリティー解析用にメスで切除して分けて実験室の-80°Cに保存した.通法に従って組織切片を作製し, Smad8, Tenomodulin, GDF-8, GDF-5について免疫染色を行った.その結果,全例において,各分子はタンパク質レベルで強く発現しており,咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の腱組織での発現が確認された.とくに筋組織と腱組織の境界領域において発現が認められた.また,咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者では腱組織が異常に増殖していることから,クローナリティー解析を行う予定であった.本実験については,まずP. A. L. M. laser microdissection systemを用いて,紡錘形の腱細胞を含む領域を採取するLaser Captured Microdissection (LCM)を行った.しかしながら,腱細胞はlaserによる切断が予想を超えて困難であり,条件設定に時間がかかり試行錯誤を繰り返したが,安定して採取することができるようになった.ところが,採取した細胞のDNA抽出が微量のため,十分量のDNAがとれず現在微量サンプルからのDNA抽出については検討課題である.解決案として,微量サンプルからのDNA抽出キットの購入やLCMによる採取を数回に分けて行う方法などを考えている.平成21年度は咀嚼筋腱・腱膜過形成症における組織免疫染色および細胞のクローナリティー解析を行った.症例数は1例(全例女性)であった.組織サンプルをまず,手術室から持って行き,サンプルを組織免疫染色用およびクローナリティー解析用にメスで切除して分けて実験室の-80°Cに保存した.通法に従って組織切片を作製し,Smad8, Tenomodulin, GDF-8, GDF-5について免疫染色を行った.その結果,各分子はタンパク質レベルで強く発現しており,咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の腱組織での発現が確認された.とくに筋組織と腱組織の境界領域において発現が認められた.また,クローナリティー解析については,P.A.L.M.laser microdissection systemを用いて,Laser Captured Microdissection (LCM)を行った.前年の課題であった採取量については,採取を数回に分けて行う方法で採取量を多くすることができた.上記タンパク質のみの検討では,病態解明には不十分であり,腱および腱膜の過形成にどのようなタンパク質が関与しているかを検索する必要が生じたために,2次元電気泳動による受託解析を行った.平成22年度は昨年度に引き続き、咀嚼筋腱・腱膜過形成症における組織免疫染色および細胞のクローナリティー解析を行った.咀嚼筋腱・腱膜過形成症の検体で解析をしたのは1例であった.組織サンプルをまず,手術室から持って行き,サンプルを組織免疫染色用およびクローナリティー解析用にメスで切除して分けて実験室の-80°Cに保存した.通法に従って組織切片を作製し,Smad8, Tenomodulin, GDF-8, GDF-5について免疫染色を行った.その結果,各分子はタンパク質レベルで強く発現しており,咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の腱組織での発現が確認された.とくに筋組織と腱組織の境界領域において発現が認められた.また,クローナリティー解析については,P. A. L. M. laser microdissection systemを用いて,Laser Captured Microdissection(LCM)を行った.さらに,腱および腱膜の過形成にどのようなタンパク質が関与しているかを検索するために行った2次元電気泳動による受託解析の結果として,咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者においてcollagen6A1の発現が上昇していることが明らかとなった.平成23年度は昨年度に引き続き、咀嚼筋腱・腱膜過形成症における組織免疫染色および細胞のクローナリティー解析を行った。

咀嚼筋腱・腱膜過形成症の検体で解析をしたのは2例であった。組織サンプルをまず,手術室から持って行き,サンプルを組織免疫染色用およびクローナリティー解析用にメスで切除して分けて実験室の-80°Cに保存した。通法に従って組織切片を作製し,Smad8,Tenomodulin,GDF-5について免疫染色を行った。その結果,各分子はタンパク質レベルで強く発現しており,咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の腱組織での発現が確認された。とくに筋組織と腱組織の境界領域において発現が認められた。また,クローナリティー解析のポジティブコントロールとして当科における患者の検体を使用する予定であったが、該当患者がいなかった。一方で、昨年度行ったタンパク質解析より、collagen 6A1の発現が上昇していることがわかったため、2つのサンプルからタンパク質を抽出して,ウエスタンブロッティング法を行ったところ、1例において発現上昇していることを確認した。
学校音楽カリキュラム経験研究―子どもの教科学習の「学び」の経験と意味の実証的解明

学校音楽カリキュラムは、当事者である子どもに実際にどのように経験されるのか。この問いに支えられて、本研究の目的は、学習者の「学校音楽カリキュラム経験」を解明することにある。本研究では、この課題を、次の2つの手法から解明しようした。1)質問紙調査から量的分析によってカリキュラム経験の内容構造を支える因子を析出した。2)大学生による学校音楽経験の「語り」の分析をとおして、質的分析によって仮説モデルを構想した。この問いに支えられて、本研究の目的は、学習者の「学校音楽カリキュラム経験」を解明するものである。本年度は、1大学生の「語り」における学校音楽カリキュラム経験のダイナミズムの解明、2中学校におけるエスノグラフィーの実施と、その一環として実施した学校音楽カリキュラム経験の内容構造分析のための量的調査、3ジェンダーの視点からみた学校音楽カリキュラム経験の分析、を行った。1大学生の「語り」の分析をとおして、生徒の学校音楽カリキュラム経験の意味付与を規定する4つの文脈を具体的に明らかにした。そこにおいて析出した文脈は、「カリキュラムに関する役割(curriculim role)」「カリキュラム・アイデンティティ」「教師との相互作用」「生徒同士の相互作用」である。「カリキュラムに関する役割」には「生徒同士の相互作用」が、「カリキュラム・アイデンティティ」には「教師との相互作用」が強く作用する。また「適応同調型」「非適応同調形」「適応非同調型」「非適応非同調型」の4類型をみとめ、それらの類型におけるダイナミズムの様相を明らかにした。2中学生の学校音楽カリキュラム経験の内容構造については、昨年析出した小学生5、6年とほぼ同じような傾向を示した。ここで注目されるべき点は、小学校の分析においても析出した集団性を示す因子が中学生においても認められる点である。すなわち、学校音楽は、集団的に経験される傾向があるといえる。3ジェンダーの視点から分析すると、男子のほうが未分化な経験構造をもち、女子のほうが分化された経験構造をもつ。本研究期間において具体的に解明した成果は、以下の点である。(1)子どもの学校音楽カリキュラム経験の内容構造日本の子どもの学校音楽カリキュラム経験の内容構造について、小学生5、6年生を対象に質問紙調査を実施し、探索的因子分析を行った結果、カリキュラム経験の内容構造を支える因子として「協働性効果」「音楽的情意」「授業秩序」「学習方法」「相互作用」「有能感」と命名した因子を析出した。特筆すべき点として、あらかじめカテゴリーに設定した「技能」項目は独立した因子軸として析出されなかった点、また集団性を示唆する因子が析出された点である。すなわち、日本の子どもは、学校音楽では「技能」を経験している認識がなく、集団的に学校音楽を経験する可能性を示唆している。比較対象した韓国における調査によれば、「集団性」を示唆する因子は析出されず、「技能」因子は析出された。よって、先の2点は、日本独自の内容経験構造を支える因子として考えることができる。さらに男子と女子では異なる経験構造を有しているが、学年進行によっては経験構造に差がないことも明らかになった。(2)大学生の「語り」による学校音楽カリキュラム経験の意味大学生による「語り」の分析を通して、学校音楽カリキュラム経験の類型と分析枠組を仮説的に構想した。「カリキュラムに関する役割」と「カリキュラム・アイデンティティ」を2軸に、それぞれ「学習者間の相互作用」「教師との相互作用」が経験の分化をうながすと考えられる。大学生の「語り」の分析からは、家庭の経済資本による拡張的教育に規定される学校音楽経験他5つのカテゴリーを質的アプローチから仮説的に導き出した。この問いに支えられて、本研究の目的は、学習者の「学校音楽カリキュラム経験」を解明しようとするものである。平成23年度は、(1)子どもの学校音楽カリキュラム経験の内容構造を日韓の質問紙調査の分析から解明するとともに、(2)中学校をフィールドにしたエスノグラフィーを開始した。子どもの学校音楽カリキュラム経験の内容構造を解明するにあたって、制度化された学校音楽カリキュラムが、実際に子どもにどのように経験されるか、その経験内容構造を潜在変数として、探索的因子分析を行った。また、日本の学校音楽カリキュラム経験の特徴をより具体的に解明するために、制度化されたカリキュラムが異なった特徴を有すると思われる韓国との比較分析を行った。質問紙調査の回答結果に因子分析を施し(主因子法、バリマックス回転)、日本の子どもの学校音楽カリキュラム経験の内容構造として、次の6因子を析出した。「協同性効果」「学習方法」「授業ルール」「音楽的情意」「相互作用」「有能感」である。日本の子どもは、これらの学校音楽カリキュラム経験の内容構造を有しているといえる。

同様に、韓国の子どもの学校音楽カリキュラム経験の内容構造として、次の6因子を析出した。「学習効果・方法」「授業ルール」「音楽的情意」「認識」「生活化」「技能」である。韓国の子どもは、これらの学校音楽カリキュラム経験の内容構造を有しているといえる。本研究はおおむね順調に進展している。その理由の第1は、フィールドの確保がスムーズにできたことによるが大きい。学校側には大変積極的な協力の姿勢があり、学校行事やその他さまざまな行事の参加も認められた。1年間継続的にひとつの中学校の特定のクラスで、部活動も含めた学校生活全体を参与観察できたことは大きな成果であった。第2に、研究方法、特に質的手法について、一定の方向性を見出すことができた点があげられる。この点は、研究をまとめるについて、大きな意味をもったといえる。第3に、研究補助が昨年度から引き継いで継続的に依頼できたことで、作業効率があがった点である。フィールドワークの映像や質問紙調査の入力など、ルーティンな形ができあがり、研究の推進力となった。平成23年度は、日韓における量的調査を行った。計画は、フィールド参入が若干遅れたが、その他は前年度までの研究成果の蓄積から量的調査の環境が整っており、24年度予定していた韓国における調査を終了できたことから、おおむね順調にすすんだといえる。進展できかなった部分として、長期的スパンにたった調査があげられる。この調査が遅れているのは、調査票作成の困難さとともに、調査対象を特定することが極めて困難であることから、調査実施に安直に踏み出せなかった。もう1点当初予定していたことでできていないものとして中学生の量的調査があるが、こちらは調査票についても作成できており、次年度予定していた韓国の調査がすでに終了していること、質的調査にはいるフィールドも確定していることから、遂行が可能であると思われる。H24年度に計画していた質問紙調査の分析が、やや遅れ、そのため計上していた分析についての研究補助費について未使用となり次年度使用額を派生させた。その理由は、調査票回収が年度末にさしかかたっためである。分析手法や枠組は確定しているため、次年度使用額において、計画通り質問紙調査の分析をすすめる。次年度は、研究最終年度であり、量的分析と質的分析をあわせた一定の仮説的結論を提示し、研究成果公表を重点的に考えたい。H24年度に本務校都合により予定していた学会出張を1回中止したため、成果公表のために計上していた旅費が次年度使用額となったが、あわせて成果公表につとめたい。理論的貢献については、特に、生涯的スパンにたった学校音楽カリキュラム経験についての理論モデルを提示する。H23年度に、年度末からフィールド参入する予定であったが、やや計画がおして、フィールドの選定のみにとどまった。その理由は、H24年度実施予定であった韓国での調査(量的調査)が可能であったため、そちらを優先したためである。
場所に依存した情報の発信と共有を可能にする着用型拡張現実感システムの開発

1.現実世界と仮想世界の幾何学的位置合わせ拡張現実環境を構築するための最も基本的な課題である現実世界と仮想世界の位置合わせ問題に関して、複数の基本手法を開発した。具体的には、(1)ステレオカメラで取得した現実世界の映像からのマーカと自然特徴点の自動切換え追跡に基づくビジョンベース手法、(2)ジャイロセンサを併用することによる位置合わせのロバスト化手法、(3)赤外線ビーコンやRFIDタグのような環境インフラと歩数計測を用いるセンサベース手法、(4)屋外においてGPSとジャイロセンサを併用する手法等である。2.現実世界への注釈情報の付加現実世界の特定の場所・物に関する注釈情報を提示するためのユーザインタフェースの研究を行い、ユーザの眼前の実物体に対するオブジェクト名の重畳表示とユーザが注視している物体に対する詳細情報の提示からなる2段階情報提示法を開発した。またネットワーク環境において実時間で注釈青報の追加・更新・引用を行うためのネットワーク共有型注釈データベースの設計・実装を行い、複数のユーザが場所に依存した情報の実時間での発信と共有を行うための基本的な枠組みを確立した。3.プロトタイプシステムの開発上記1、2の成果を統合して着用型拡張現実感システムのプロトタイプを複数開発し、実験を通して機能実証を行った。開発したシステムではいずれも、現実世界の映像に注釈を重畳合成したものをユーザに提示するビデオシースルー型拡張現実感方式を採用した。最終的には、屋内外無線ネットワーク環境(IEEE802.11a及びb)での技術デモを行い、着用型拡張現実感システムの可能性を世に示した。本年度は、以下の研究を実施した。1.現実世界と仮想世界の幾何学的位置合わせ頭部搭載型画像表示装置(HMD)のユーザ視点位置に取り付けた小型ステレオカメラで得られる映像から現実世界に設定されたマーカと自然特徴点を自動切替え追跡することによって、現実世界でのユーザ視点の位置と姿勢を推定する手法を開発した。さらに、ジャイロセンサから得られる回転情報を利用することによって、視点の速い動きに対しても安定に動作するロバストな手法を確立した。以上の処理を全て実時間で行うことによって、現実世界と仮想世界の座標系の実時間位置合わせが可能となった。2.現実世界への注釈情報の付加上記1で得られた位置合わせ結果に基づいて、現実環境内の特定の場所に注釈情報を付加するためのユーザインタフェースについて検討し、本年度は、文字情報と画像情報を付加するための簡易手法を開発した。3.プロトタイプシステムの開発着用型拡張現実感システムの構築を目指して、実験プラットフォームを設計し、試作に着手した。本年度は、2つの小型CCDカメラ内蔵型HMD、携帯用計算機、無線LAN等、システムの一部を実装し、上記1、2で開発したアルゴリズムの実証実験を通してシステムの機能確認を行った。1.現実世界と仮想世界の幾何学的位置合わせ前年度に開発した現実世界と仮想世界の幾何学的位置合わせ手法の評価を行うとともに、高精度ジャイロセンサの併用による位置合わせのロバスト化・高速化を図った。また、屋内環境での位置合わせを補助するための環境インフラの実現可能性について検討を行なった。具体的には、赤外線ビーコン等の環境埋め込み型機器を用いた位置特定と歩数計測に基づく位置合わせ手法を開発し、学内の居室、廊下等での実験を通して屋内での位置合わせに関して明るい見通しを得た。2.現実世界への注釈情報の付加前年度に引続き、ユーザが居る現実世界の特定の場所・物に対して注釈情報を付加するためのユーザインタフェースの開発を行なった。具体的には、視野内のシーンに関連づけられている注釈情報からユーザの視線情報に基づいて注視している物体に関する詳細な注釈情報を選択的に提示する手法を開発した。3.プロトタイプシステムの開発着用型拡張現実感システムの構築を目指して、実験プラットフォームの開発を継続した。