hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
森林火災の抑制技術開発のための高電圧・大電流放電による木材の着火機構の基礎的研究

本年度の成果は、12月の燃焼シンポジウムで既に一部報告した。また、アラスカの雷と森林火災の調査結果も加えて、4報の報告を伝熱シンポジウムで行う予定でいる。この他、日本火災学会や日本建築学会での講演に加え、国際学会としては、8月にロシアで行われる、"BOREAL FOREST AND ENVIRONMENT : LOCAL, REGIONAL AND GLOBAL SCALES"への参加を検討中でいる。平成14年6月に、研究分担者の関岡、橋本の協力を得て、昨年と同様にアラスカにおける雷の種々の特性調査、落雷密度や森林火災頻発地帯の調査、森林火災の最初の着火物と考えられる燃料試料(木・コケ・泥炭など)の調査を行った。滞在期間中、アラスカ大学やアラスカ森林火災局の研究者などとの討論や情報交換を行った。9月には、電力中央研究所の協力を得て、世界最大規模の放電装置(インパルス電圧発生装置、最大充電電圧12MV)を使っての着火実験を行った。屋外実験場に生木を使い、根本部分に、枯葉や枯れ枝などを敷き詰めて、より自然に近い条件での実験を行った。この結果、着火現象が確認できた。これらの調査・実験による研究とは別に、5月頃からは、シベリヤ・ヤクーツク周辺での衛星写真と気象データを入手し、火災と気象の関連性を明確にした。研究成果については、5月の伝熱シンポジウムや火災学会、6月米国での国際火災学会、9月インドネシアでの国際学会、12月米国でのアメリカ地球物理学会、平成15年3月つくばでの大気科学に関する国際会議などで発表した。主な、成果は、1.アラスカでの森林火災発生傾向、火災と雷の発生傾向、雷発生分布図、火災発生分布図などを作成した。2.シベリア、特にヤクーツク周辺で発生する、春先の火災の原因や気圧の峰に伴い発生する火災現象などを明らかにした。3.インドネシアの泥炭火災は、乾期ばかりでなく雨期に発生する異常な日照り現象により、大現模な火災が発生することなどが明確になってきている。これら三地域での火災は、いずれも地球温暖化により火災が活発化している傾向が見られ、無用な火災による環境破壊を防ぐには、火災の早期発見、早期消火が重要である。高電圧・大電流放電装置による実験を行い、着火機構に関連する現象を明らかにした。放電実験は、本科研費の共同研究者の所属する、電力中央研究所の協力で行った。2002年の実験では、落ち葉と枯れ枝層への放電の結果、ビデオ映像で着火を確認した。この現象をさらに詳しく検討するために、2003年の実験では、放電のノイズに強い、高速度カメラ、サーマルカメラなどでの撮影を行い、詳細に検討した。その結果、実験の結果、3種類の火炎形成、a.放電経路に沿ってのプラズマ発光に伴う火炎。b.床(地上)面の近くの淀み域付近で形成される上向き火炎。c.放電経路の途中に固体面が存在した場合に、固体面裏側で形成される下向き火炎、が確認できた。今回の放電実験で観測された結果や文献調査などの結果を基に総括すると、着火機構の特徴は以下のようなものであった。1.放電経路がリター層に達すると、リター層内部にプラズマ火球を形成する可能性がある。2.プラズマ火球は、リター層より密度の大きい林床A層などの表面より少し上部の淀み域に形成される。3.高温淀み域では、微細なリターが燃え始め、淀み域の反射波などに同伴されながら、上向きの火炎が形成される。4.同時に、林床A層などの表面より下方側にも、穴の存在やA層の空隙率によっては、下向きの火炎が生じる可能性がある。5.上記の3と4で生じる火炎が、「熱い雷放電」の発生時に、林床のリターなどを着火し、森林火災の発生源となっている可能性があると考えられた。
複数のフォールトツリーを総合的に考慮したシステムの主観的信頼性解析法の構築

プロセスプラントの安全対策を実施する効果的な準備作業として、フォールトツリーのクリティカリティ重要度は、トップ事象の発生を抑制する効果の大きな順番に基本事象を順位づけることができる。1.これまでに、基本事象の発生確率データの入手が困難な場合には、対象システムに携わっている熟練者のもつ感覚的知識を活用し、複数の基本事象の相対的発生確率を一対比較法により算出する方法を提案していた。本研究では、対象システムに対して生成された複数のフォールトツリーのトップ事象が発生したときに、システムが受けるダメ-ジに相対的な重みを付ける方法を提案した。さらに、トップ事象によりシステムが受けるダメ-ジの相対的な重みを考慮して、フォールトツリーに関係するすべての基本事象の主観的クリティカリティ重要度を総合的に評価する方法を明らにした。以上の準備のもとに、主観的総合クリティカリティ重要度を算出するソフトウェアを開発した。2.刈払機用小型エンジンを対象として、検討すべき複数のトップ事象に関連するフォールトツリーを作成した。これらのツリーに含められているすべての基本事象に対する主観的クリティカリティ重要度を、1.において構築したソフトウェアを用いて、総合的に評価した。その結果、ある基本事象が、複数のフォールトツリーに共通して存在しているとき、それぞれのフォールトツリーでの主観的クリティカリティ重要度の値が小さくても、主観的総合クリティカリティ重要度の値は大きくなり、システム全体から見たときの対策を検討すべき基本事象の優先順位が高くなることを、定量的に確認できた。
生理活性種一酸化窒素のバイオイメージング法の開発と生体系への応用

本研究は,生体物質をバイオイメージングとして捉える機能性蛍光プローブの開発を目的として行われたもので,具体的には1998年度のノーベル賞(医学生理学)の授賞対象となった生理活性種である一酸化窒素(NO)の蛍光プローブの開発を目指したものである.昨年度までにジアミノフルオレセイン骨格を有するNO蛍光プローブであるDAF-2,DAF-2 DAを開発し,その薬理学的評価を行ってきた.実際の培養細胞に応用する際にこれらの化合物はpHの影響を受け,微妙に蛍光強度が変化することが問題であった.また内皮細胞から生成する極微量のNOを確かな信頼度で可視化することは感度的に見て十分ではなかった.そこで今回,この点の改良を目的として分子設計と合成を行った結果,DAF-7M2の開発に成功した.本化合物は酸性領域までのpHにおいて蛍光強度は変化せず,感度的にもDAF-2の1.5倍であった.更に光に対しての安定性も増し,非常に使いやすいプローブとなった.現在細胞系への応用を検討している.“百聞は一見に如かず"と古来より言われる.生命科学研究においてもこの諺は的を得ており,上記のように,生体の組織あるいは培養細胞から酵素,受容体,セカンドメッセンジャーなどの機能性物質の作用発現を時々刻々の変化に対応して視覚的に捉えることができれば,生理機能解析の観点から非常に有意義であることは疑いない.他の生理活性種についても今後検討していく予定である.本研究は,生体物質をバイオイメージングとして捉える機能性蛍光プローブの開発を目的として行われたもので,具体的には1998年度のノーベル賞(医学生理学)の授賞対象となった生理活性種である一酸化窒素(NO)の蛍光プローブの開発を目指したものである.昨年度までにジアミノフルオレセイン骨格を有するNO蛍光プローブであるDAF-2,DAF-2 DAを開発し,その薬理学的評価を行ってきた.実際の培養細胞に応用する際にこれらの化合物はpHの影響を受け,微妙に蛍光強度が変化することが問題であった.また内皮細胞から生成する極微量のNOを確かな信頼度で可視化することは感度的に見て十分ではなかった.そこで今回,この点の改良を目的として分子設計と合成を行った結果,DAF-7M2の開発に成功した.本化合物は酸性領域までのpHにおいて蛍光強度は変化せず,感度的にもDAF-2の1.5倍であった.更に光に対しての安定性も増し,非常に使いやすいプローブとなった.現在細胞系への応用を検討している.“百聞は一見に如かず"と古来より言われる.生命科学研究においてもこの諺は的を得ており,上記のように,生体の組織あるいは培養細胞から酵素,受容体,セカンドメッセンジャーなどの機能性物質の作用発現を時々刻々の変化に対応して視覚的に捉えることができれば,生理機能解析の観点から非常に有意義であることは疑いない.他の生理活性種についても今後検討していく予定である.
超音波微小変位計測法を用いた胎児心機能の発達過程と評価法に関する研究

試作した超音波微小変位計測システム(超音波位相差原信号のデジタル直交検波により、約1.7mm間隔で連続した32チャンネルのドプラデータを解析できるシステム)を用い胎児信号を採取し、基礎的検討を行った。1)胎児心拍数の高精度計測法。超音波ドプラ位相差信号を用いた複素相関法(動きの方向を加味した2次元での自己相関法)や、胎児心臓弁の特徴的なフラップ信号の瞬時周波数の解析により、従来の自己相関法を用いた手法に比して精度の高い胎児心拍数の推定が可能になった。2)胎児不整脈診断への応用。胎児不整脈の診断には従来Mモード法や、ドプラ血流計測が行われていたが、前者は超音波画像を時間軸でみるため分解能が低いこと、後者は1点の計測しか行えないことから、診断に熟練を要した。本手法では複数のポイントで変位計測が可能であるため、心房収縮と心室収縮を鑑別でき、上室性不整脈、心室生不整脈、完全・不完全AV blockの等の胎児の不整脈鑑別診断に有用であった。3)胎児血圧推定。微小変位計測法を用い、胎児大動脈の血管壁拍動波形を記録した。400-900micrometerの胎児下行大動脈の拍動波形が連続的に記録可能であった。この波形の振幅から胎児の血圧の絶対値を求めることは不可能であるが、限られた単位時間内では胎児の脈圧の変化を表す指標として有用であり、胎児血圧変化を推測可能であると考えられる。胎児の心拍・血圧が変化する臨床的モデルとして経母体的なステロイド投与症例の胎児における心拍数と脈圧の変化を検討したところ、ステロイド投与後24時間では胎児心拍数の減少と血管壁の振幅の上昇(脈圧の上昇)が計測された。本手法により胎児の心拍・血圧制御機能の微細な変化を定量的にとらえることが可能と考えられた。以上開発中のシステムは胎児心血管系・循環系の機能評価、発達評価に臨床上有用な情報を提供しうる基本的な方法論として有望であると考えられた。3)胎児血圧推定。既存の超音波診断装置ソノビスタColor(持田)のハードウェアの改造を行い、超音波ドプラの位相信号を外部出力し、デジタル直交検波により、約1.7mm間隔で連続した32チャンネルのデータを外部コンピュータで処理できるシステムを構築した。本システムでは、約55mm範囲の胎児組織の動きを理論上micrometerの精度で計測可能である。胎児心臓はほぼこのサンプリング幅に入る大きさであり、本システムでは心筋、弁、心房など個々の細かな動きを別個に計測できることが示された。現在記録可能なモードはFFTモード、ドプラ位相信号から計算される微小変位と瞬時周波数などである。本手法を用いれば心臓弁膜信号のみを高精度に検出できるため、従来の胎児心拍記録装置より精度の高い心拍計測が可能であることが示された。また、位相座信号から直接心拍推定を行う方法として、複素相関法(動きの方向を加味した2次元での自己相関法)を開発し、従来の方法に比べシミュレーションでははるかに高い精度(数bpm)で心拍計測が可能なことを示した。

従来の装置は、超音波ドプラ信号のサンプリングに関して、大きな探触子で、連続波に近いパルスドプラであることより空間分解能がなく、また信号のエンベロープによる自己相関により胎児心拍数を推定しているため、条件の良いときには比較的精度は高いものの、条件によっては心拍ごとの変動を議論する精度を持たないことが問題であったが、本手法により超音波ドプラ法を用いても心電図に近い精度での胎児の心拍計測が可能なことが示された。臨床例では胎児徐脈症例で心房と心室の動きを同時に計測することにより完全房室ブロックであることが容易に診断できた。本計測系を胎児大動脈の変位計測に応用することにより、胎児血圧に関与する動脈の拍動波形を記録可能なことを示した。以上より開発中のシステムは胎児心血管系の機能評価、発達評価に臨床上有用な情報を提供可能な方法論であると考えられた。前年度の研究において試作した超音波微小変位計測システム(超音波診断装置ソノビスタColor(持田)のハードウェアの改造し、超音波位相差原信号のデジタル直交検波により、約1.7mm間隔で連続した32チャンネルのドプラデータを解析できるシステム)を用い実際の胎児信号を採取し、検討を行った。1)胎児心拍数の高精度計測。複素相関法(動きの方向を加味した2次元での自己相関法)および瞬時周波数の解析により胎児心臓弁のフラップ信号が識別可能であった。この信号は急峻な周波数特性を持つため、この信号をもとに心拍数の推定することにより、超音波を用いてもbeat to beatでの心拍数計測が可能なことが示された。2)胎児不整脈診断への応用。本計測系では複数のポイントで変位計測が可能であるため、胎児心臓の心房、心室等の動きを独立かつ同時に計測可能である。胎児不整脈の診断には従来Mモード法や、ドプラ血流計測が行われていたが、前者は超音波画像を時間軸でみるため分解能が低いこと、後者は1点の計測しか行えないことから、診断に熟練を要した。本手法では上記の特徴により心房収縮と心室収縮を鑑別できるため、胎児の不整脈診断に応用したところ、上室性不整脈、心室生不整脈、完全・不完全AV blockの臨床鑑別診断に有用であった。3)胎児血圧推定。微小変位計測法を用い、胎児大動脈の血管壁拍動波形を記録した。400-900micrometerの胎児下行大動脈の拍動波形が連続的に記録可能で、この波形より胎児の脈圧の変化、胎児血圧変化が推測可能と考えられた.経母体的なステロイド投与症例の胎児における心拍数と脈圧の変化を検討したところ、母体投与後24時間では胎児心拍数の減少と血管壁の振幅の上昇(脈圧の上昇)が計測された。本手法により胎児の心拍・血圧制御機能の微細な変化を定量的にとらえることが可能と考えられた。以上開発中のシステムは胎児心血管系の機能評価、発達評価に臨床上有用な情報を提供しうる方法論として有望であると考えられる。試作した超音波微小変位計測システム(超音波位相差原信号のデジタル直交検波により、約1.7mm間隔で連続した32チャンネルのドプラデータを解析できるシステム)を用い胎児信号を採取し、基礎的検討を行った。1)胎児心拍数の高精度計測法超音波ドプラ位相差信号を用いた複素相関法(動きの方向を加味した2次元での自己相関法)や、胎児心臓弁の特徴的なのフラップ信号の瞬時周波数の解析により、従来の自己相関法を用いた手法に比して精度の高い胎児心拍数の推定が可能になった。
機能圧の磁性パーマロイキーパーにおよぼす磁気的効果とその応用

パーマロイ合金(その他、鉄酸化物、バイカロイならびにアモルファス合金)キパーに機能圧力を加えたときの磁気的不安定性(ここではジスアコモデーション、透磁率の時間的変化)を物理的に調べ、咬合過程を逆に磁気的に調べる方法を確立することを目的として,実験を行ってきた。上記の目的のためにモデル実験の装置を組み立てた。ただし、単に機械的な一方向的な機能圧力だけではなく、ひねりを加えた場合も特有の信号が検出できることを実験的に確かめた。ひねりが線状試料に加えられた場合、バイカロイ合金で大バルクハウゼン効果(磁化の急激な増加)とその後につずくディスアコモデーション(DA)の観測を試みて期待したような縞果が得られたので系統的に実験を行っている。パーマロイやバイカロイ合金で外部刺激として消磁や機械的なショックまたは絶縁体に低温で光を照射したときの透磁率変化(これは光によって格子欠陥周辺に大きな格子歪みが生ずることが知られ,磁壁の固着化をうながし、ディスアコモデーションと等価な現象であることがわかってきた。)を松原が主として開発した〔透磁率緩和曲線の新しい解析方法)などで検酎をおこなった。ただ現在の実験段階では必ずしも再現性が良くなく、半径5mm長さ1cmのバイカロイ合金ではバルクハウゼン効果によるパルス電圧が100gの加重で約±50%の誤差が生じた。ただディスアコモデーション(DA)の場合は平衡状態に達すると(5分間)(DA)は40%になりその再現性は約±15%になっており、後者が咬合過程の時系列実験により適しているように考えられるが、前者の場合は短時間(秒単位)で測定が可能であるので、利点もあることがわかった。パ-マロイ合金(酸化物やアモルファス合金)キパ-に機能圧力を加えたときの磁気的不安定性(ここではジスアコモデーション、透磁率の時間的変化)を物理的に謁べ、咬合過程を逆に磁気的に謁べる方法を探索することを目的として、モデル実験用の装置を組み立てた。ただし、単に機械的な一方向的な機能圧力だけではなく、制作途中でひねりを加えた場合もそれ特有の信号が検出できるとの情報を得て、ひねりを線状試料に加えた場合をアモルファス強磁性合金で試みて期待したような結果が得られた。しかしその信号が今のところ微弱であるので神奈川大学の阿部晋氏の指導で巨大信号が得られることが期待される試料の作製にとりかかっている。測定回路ならびにデータ取り込み用のコンピュータソフトの作成は完了した。パ-マロイ合金で消磁や機械的なショックまたは絶縁体に低温で光を加えたときの透磁率変化を測定した結果いずれもジスアコモデーションの観測に成功した。テ-タをFourier解析、Wavelet解析、我々の解析(特に松原が主として開発した〔緩和曲線を解析するときの新しい解析方法〕などでの比較検討をおこなっている。実体モデルを使って次に実験を進める予定である。

パーマロイやバイカロイ合金で外部刺廠として消磁や機械的なショックまたは絶縁体に低温で光を加えたときの透磁率変化(これは光によって格子欠陥周辺に大きな格子歪みが生ずることが知られ磁壁の固着化をうながし、ディスアコモデーションと等価な現象であることがわかってきた。)を松原が主として開発した〔透磁率緩和曲線の新しい解析方法)などで検討をおこなっている。ただ現在の実験段階では必ずしも再現性が良くなく、半径5mm長さlcmのバイカロイ合金ではバルクハウゼン効果によるパルス電圧が100gの加重で約±50%の誤差が生じた。ただディスアコモデーション(DA)の場合は平衡状態に達すると(5分間)(DA)は40%になりその再現性は約±15%になっており、後者が咬合過程の時系列実験により適しているように考えられるが、前者の場合は短時間(秒単位)で測定が可能であるので、利点もあることがわかった。
チェスタービーティ図書館蔵日本絵入り本の解題目録作成のための総合的研究

本研究は次の三つの研究目的を持って発足し、それぞれある程度の成果を得ることができた。1.日英二カ国語による『チェスター・ビーティライブラリー絵巻絵本解題目録』を作成する。2.この目録は全ての収蔵作品に就いての作品解説解題explanatorycatalogと、一研究参考文献、その翻訳と用語辞典Grossaryの主要要素から構成される。このため日英二カ国語の『日本絵入本用語シソーラス』A thesaums of Japanese illustratedbookを完成させる。3.研究成果を冊子以外のメディアで公開する手段として、電子化し電子図書館チェスター・ビーティライブラリーを実現する。また、本研究は文芸的作品を研究対象とする国文学を中心としながら、記録画像資料を扱う歴史学、両者を融合する美術史の研究者で組織されており、この研究集団のメリットを最大に発揮して、チェスター・ビーティライブラリーの所蔵する全点の作品について、a)歴史的展望.時代背景、b)歴史的事件と作品の成立、c)作品の個別的分析、d)作者と時代文化・環境の観点から詳細な解説を行った。まさにそれらは、近年その必要性が叫ばれているインターテクスチュアルな研究を志向するものであったといえよう。したがって、その研究成果は真に融合的・脱領域的なのものとなっている。さらに、まとまったコレクションを研究の素材にすることにより、個別的な作品研究では視野に入らない、1719世紀の絵入本が実態としてどのようなものであったかが明らかになったことは、新しい歴史的ジャンルや研究領域の発見へと繋がっていくはずである。このような文学と歴史学・美術史の各分野の専門家の総合的調査による、一つのコレクションの全体的な解題的研究としては前例がなく、当然、国際的にもこのような試みは存在しないため、大変貴重で有意義な補助事業であった。本研究が誘い水となり、チェスター・ビーティライブラリーの国文学研究資料館分館電子図書館の実現と共に、在外資料について同様に分館構想が具体化していくことを祈念する。本研究は次の3の研究目的を持っている。まず、日英二カ国語による『チェスタービーティ図書館蔵日本絵入り本の解題目録』の編纂刊行事業である。次に、国文学と関連する分野との研究集団をつくることにより、チェスタービーティ図書館蔵日本絵入り本を歴史的展望・時代背景のもとにとらえ、歴史的事件と作品の成立を有機的に関係付け、作品の個別的分析を犀利にし、作者と時代文化・環境の関連性を追求する。第三にまとまったコレクションの全体的解明から、個別作品論では解明されにくい1719世紀における絵入り本の実態解明を行う。以上の三点を眼目として、隔月に研究会を実施し、解題に向けての個別作品の解明を行い、多くの成果を上げることができ、目録刊行に先立って、11年度中にフルカラーによる『チェスタービーティ図書館蔵日本絵入り本』影印本を順次刊行するところまで漕ぎ着けることがでた。本年度の具体的研究成果として、スライドやムービーによる資料の全文提示ができるように、絵巻ビュアーを開発した。日本の書物は右開きに展開するところが特徴なので、この点に特に配慮した。また、日本の絵入り本に関する国文学・美術史学・国史学の用語の不統一については、本研究会では学術用語の統一をはかることを合意事項として検討を重ね合意を達成しつつある。また日英対照のシソーラスの作成については、可能な限り努力したが、アイルランドチェスタービーティ図書館側のスタッフの都合で十分な成果が上げられなかった。原典との照合や国内外に存在する資料についての比較は継続的に行われている。ニューヨーク・スペンサーコレクションの調査は研究スタッフのスケジュール調整が困難で実施できなかった。

書誌を含めた近世絵入り版本の研究方法については、継続的に検討され、ほぼ統一的な理解を得つつある。本研究は日英二カ国語による『チェスター・ビーティライブラリー絵巻絵本解題目録』を完成することを目標としている。・チェスター・ビーティライブラリーの所蔵する全点の作品について、a歴史的展望・時代背景b歴史的事件と作品の成立c作品の個別的分析d作者と時代文化・環境の観点から詳細な解説を行い、本年度内に原稿を完成し、編集作業も完了する。・研究成果を冊子以外のメディアで公開する手段として、電子化し電子図書館チェスター・ビーティライブラリーを実現する。このための技術的検討、調査をおこなう。本年度以上の課題について、それぞれ前進があった。また、作品解説解題の分担執筆について着手し、相当数の作品解説が完成している。本研究は次の三つの研究課題を持っている。まず、日英二カ国語による『チェスタービーティ図書館蔵日本絵入り本の解題目録』の編纂刊行準備事業である。次に、国文学と密接に関連する分野との研究集団を作ることにより、チェスタービーティ図書館蔵日本絵入り本を歴史的展望・時代背景のもとにとらえ、歴史的事件と作品の成立を有機的に関係付け、作品の個別的分析を犀利に行って、作者と時代文化・環境の関連性を深く探求することである。第三には纏まったコレクションの全体的解明から個別的な作品論では解明されにくい十七十九世紀に於ける絵入り本の実態解明を行うことである。以上の三点を眼目として、共同研究を実施し、多くの成果を上げることができた。具体的成果として『チェスタービーティ図書館蔵日本絵入り本の解題目録』の編纂刊行準備のために分担執筆した原稿を完成したことが特筆すべき成果である。また、原典との最終的な照合、国内に存在する関連資料との比較を行った。近世絵入り版本の書誌データの規格化について共同討議を行い、意見の統一を図った。本年度の本研究の研究実績は以下の四点に要約できる。1.日英二カ国語による『チェスター・ビーティライブラリー絵巻絵本解題目録』を完成した。(日本語版は近々に刊行予定である。)なお、目録の作品解説解題はチェスター・ビーティライブラリーの所蔵する全点の作品について、a)歴史的展望・時代背景、b)歴史的事件と作品の成立、c)作品の個別的分析、d)作者と時代文化・環境の四つの観点から詳細な解説を行ったものである。2.研究成果を冊子以外のメディアで公開する手段として、電子化し電子図書館チェスター・ビーティライブラリーを実現する交渉と技術的準備を行っている。3.解題の記述内容の最終確認と、掲載用写真の再撮影を行うため、研究分担者がチェスター・ビーティライブラリーに訪書し、再調査撮影を実施した。4.研究終了に伴い研究の経緯について報告書を提出する。(研究内容の実質的報告書は、1.に記した解題目録の刊行に譲ることとした。)
ポストゲノム科学に基づく予測歯周組織再生医学の基盤構築

ビーグル犬のモデルを用いたFGF-2誘導性の歯周組織再生過程におけるトランスクリプトーム解析によりPLXNC1、SMOC1、SMOC2、TNS3、NPNT、SPON1、WDHD1等の遺伝子が未分化間葉系幹細胞の硬組織形成細胞への分化過程に関与している可能性が明らかとなった。さらに、歯根膜特異的遺伝子であるPeriostin、PLAP-1において、歯根膜特異的isoformおよびアスパラギン酸配列数多型の存在がそれぞれ明らかとなり、これらのisoformおよび各型間で、歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化を制御する能力において差異が存在することが明らかとなった。上記の遺伝子群は歯周組織再生の結果を予測する上で重要な役割を演じる可能性が示唆された。ビーグル犬歯周病モデルを用いて、FGF-2により誘導される歯周組織再生過程のトランスクリプトーム解析を行った。ビーグル犬下顎小臼歯P4を抜歯し、抜歯窩治癒後に実験的に3壁性骨欠損を作製した後、同骨欠損内に0.3%FGF-2を投与した。投与後、3日目、7日目、14日目に骨欠損部より回収した修復組織より全RNAを抽出し、GeneChip (R) Canine Genome Arrayを用いて、歯周組織再生過程における遺伝子発現の網羅的解析を行った。その結果、3、7、14日後のいずれかにおいて発現変化が2倍以上の遺伝子群1751個を抽出した。この内、Uni Gene IDが付与されていない未知の遺伝子が265個含まれると共に、歯根膜組織における機能が十分に検討されていないspondin1などの、高発現遺伝子が7個見いだされた。これらの遺伝子をk-means法によりクラスター解析を行ったところ、発現パターンの異なる4つのクラスターに分類された。クラスター1は7日目に発現が上昇しその後下降に転じるパターンを示し、IL-1、IL-6、IL-8などの炎症に関わる遺伝子や上皮に関連する遺伝子等を含む414個の遺伝子群で構成されていた。クラスター2は実験期間中概ね減少を続けるパターンを示し、615個の遺伝子群で構成されていた。クラスター3は実験期間中概ね発現が上昇を続けるパターンを示し、Matrix Gla Protein (MGP)などを含む408個の遺伝子群で構成されていた。クラスター4は7日目に発現が減少しその後上昇に転じるパターンを示し、314個の遺伝子で構成され、その中には代謝に関する遺伝子が多く含まれていた。今後、歯根膜組織における機能未知の遺伝子群については、ヒトおよびマウス歯根膜細胞を用いて、発現調節機構および機能解析を行う予定である。1、ビーグル犬歯周病モデルを用いた歯周組織再生過程のトランスクリプトーム解析ヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞(ADSC)を石灰化誘導培地にて培養し硬組織形成細胞へと分化誘導した際に、2倍以上の発現変化を示した機能未知遺伝子をトランスクリプトーム解析により抽出した。同遺伝子群と、ビーグル犬歯周病モデルにFGF-2を投与した際に上昇した機能未知遺伝子群を比較検討した結果、両群において2倍以上発現上昇している遺伝子としてplexinC1を見いだした。2、歯周組織再生過程関連遺伝子のin vitro機能解析我々の確立したヒト歯根膜組織の完全長cDNAライブラリー(Ful-PerioGen)において、恒常的に高発現(16427クローン中頻度208)を示すPeriostin遺伝子に着目し、in vitroにて機能解析した。その結果、(1)BMP-2,BMP-4.TGF-β,IGF-1刺激によりPeriostinの発現が上昇すること、(2)Periostinは歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化を正に制御すること、(3)歯根膜特異的に発現するisoform(Periostin Typell)か存在すること、(4)同isoformはIntegrin αvβ3と結合することにより歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化を促進すること、が明らかとなった。3、歯周組織再生過程関運遺伝子のin vivo解析上記2の結果から、Periostin分子は歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化に積極的に関与する分子の1つであることか明らかとなったため、マウスの歯周組織におけるPeriostin分子の発現を免疫組織化学的に解析した。その結果、Periostin分子は歯根膜特異的に、かつ歯根膜組織中に一様な発現を認めた。ビーグル犬歯周病モデルを用いてFGF-2により誘導される歯周組織再生過程における遺伝子発現の網羅的解析を行った。発現変化が2倍以上であった1751個の遺伝子群をその発現パターンから4つのクラスターに分類し、各クラスターの遺伝子リストについてGO term解析を行った。

7日目に発現が上昇しその後下降に転じるプロフィールを示すクラスターには炎症性反応に関連するGO termが有意に多く含まれ、7日目に発現が減少しその後上昇に転じるプロフィールを示すクラスターにはタンパク質翻訳に関連するGTP結合タンパクやタンパク質の翻訳促進に関連するGO termが有意に含まれていた。ついで、脂肪組織由来間葉系幹細胞と歯根膜細胞を硬組織形成細胞へと分化誘導した際に共通して発現変動する機能未知遺伝子を解析したところ、NPNT、PLNXC1の発現が石灰化誘導初期に増加しその後減少に転じること、SPON1、TNS3は歯根膜特異的遺伝子であるPLAP-1と同様のパターンで発現が増加し続けることが明らかとなった。一方、PLAP-1にはN末端のアスパラギン酸(D)の連続配列数が個人によって異なるという遺伝子多型が存在し、同遺伝子多型が変形性膝関節症の発症リスクに関係するという報告がなされている。歯根膜細胞への遺伝子導入によりD13型、D14型PLAP-1の機能解析を行ったところ、D13型に比べてD14型PLAP-1を安定発現させた歯根膜細胞において、石灰化物形成やBMP-2誘導性ALP活性が有意に抑制された。さらに、共免疫沈降解析により、D13型に比べてD14型PLAP-1はより強くBMP-2と結合することが明らかとなった。以上のことより、D14型PLAP-1はBMP-2と強く結合することで、BMP-2誘導性の歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化をより強く抑制することが示された。
新生児低酸素性虚血性脳症におけるプロスタグランジンD2の脳血流・脳浮腫への影響

【背景】新生児低酸素性虚血性脳症(HIE)の病態では、炎症反応が関与することが知られている。プロスタグランジン(PG)D2は脳内で最も多いPGで炎症作用を媒介する。今回我々は、HIEモデルマウスを作成し、HIEにおけるPGD2とその関連分子、すなわち、2種類の合成酵素(HPGDS,L-PGDS)と受容体(DP1)の役割を解析した【方法】日令7の野生型C57BL/6J(WT)マウスの頸動脈を麻酔下に結紮した。その後、8%酸素に30分間暴露させ、低酸素解除10分後、1時間後、24時間後に安楽死させ脳を摘出した。【昨年までの成果】レーザードプラー血流計の解析によりHPGDS-L-PGDSダブルKOマウスとDP1-KOマウスでは脳血流の低下が急激で、さらに前者では血流回復が遅延した。これらのマウスでは電子顕微鏡所見で1時間後の血管内皮の著明な変性、基底膜の剥離、血管周囲の浮腫を認めた。また大脳半球のWet volumeとDry volumeの測定によりこれらのKOマウスにおいて24時間後の高度の脳浮腫を呈することが確認された。【平成19年度の結果】HPGDS-L-PGDSダブルKOマウスにDP1刺激剤を投与したところ病変が縮小する傾向が認められた。またDP1はアストログリアの活性化に伴って発現が誘導されることも本モデルの免疫染色において確認された。【今後の課題】DP1刺激剤が血管内皮に対する直接作用により脳保護効果をもたらしているのか、あるいはアストログリアの活性化がニューロンの保護に関与しているかを培養実験において明らかにしていき、治療のターゲットを明確にしていく必要がある。今回我々は、HIEモデルマウスを作成し、HIEにおけるPGD2とその関連分子、すなわち、2種類の合成酵素(HPGDS, L-PGDS)と受容体(DP1)の役割を解析した。【方法】日令7の野生型C57BL/6J(WT)マウスの頸動脈を麻酔下に結紮した。10分後の脳内【申請時までの結果】HIEマウス脳内のPGD2はSham-controlの90倍に上昇し、HPGDSとDP1は24時間後の虚血側大脳半球で発現が増加した。PGD_2産生および作用が抑制されるHPGDS-L-PGDSダブルKOマウスとDP1-KOマウスでは病変はWTマウスより悪化しており、PGD_2-DP1を介した神経保護作用が認められた。DP1は1時間後までは血管内皮のみに発現していた。【平成18年度の成果】レーザードプラー血流計の解析によりHPGDS-L-PGDSダブルKOマウスとDP1-KOマウスでは血流の低下が急激で、さらに前者では血流回復が遅延した。

今回我々は、HIEモデルマウスを作成し、HIEにおけるPGD2とその関連分子、すなわち、2種類の合成酵素(HPGDS,L-PGDS)と受容体(DP1)の役割を解析した【方法】日令7の野生型C57BL/6J(WT)マウスの頸動脈を麻酔下に結紮した。その後、8%酸素に30分間暴露させ、低酸素解除10分後、1時間後、24時間後に安楽死させ脳を摘出した。【昨年までの成果】レーザードプラー血流計の解析によりHPGDS-L-PGDSダブルKOマウスとDP1-KOマウスでは脳血流の低下が急激で、さらに前者では血流回復が遅延した。これらのマウスでは電子顕微鏡所見で1時間後の血管内皮の著明な変性、基底膜の剥離、血管周囲の浮腫を認めた。また大脳半球のWet volumeとDry volumeの測定によりこれらのKOマウスにおいて24時間後の高度の脳浮腫を呈することが確認された。【平成19年度の結果】HPGDS-L-PGDSダブルKOマウスにDP1刺激剤を投与したところ病変が縮小する傾向が認められた。またDP1はアストログリアの活性化に伴って発現が誘導されることも本モデルの免疫染色において確認された。【今後の課題】DP1刺激剤が血管内皮に対する直接作用により脳保護効果をもたらしているのか、あるいはアストログリアの活性化がニューロンの保護に関与しているかを培養実験において明らかにしていき、治療のターゲットを明確にしていく必要がある。
創成点固定による小径ボールエンドミル曲面加工の工具経路決定システムの開発

【研究目的】金型などの複雑で微細な形状の加工には、小径ボールエンドミルを用いた切削加工が増えている。しかしながら、小径ボールエンドミルは加工時の切削抵抗によって工具がたわみ易く、しかも、工具切れ刃上の創成点の位置の変化に伴い工具のたわみ量が変化するために、加工精度に大きな影響を及ぼす。本研究では、小径ボールエンドミルを用いた曲面加工において、創成点の位置を切れ刃上の特定の箇所に固定し、工具のたわみ量を一定に保つと供に、創成点の位置に応じた加工誤差量を補正した切削を行うことにより、加工精度を向上させることを目的としている。【研究方法】創成点を固定した切削を行うには、4軸以上の多軸制御加工を行う必要があるので、立型3軸制御マシニングセンタにCNC円テーブルを付加して4軸制御仕様とした。補助金で購入した超精密高速スピンドルを主軸に装着して、高速切削を可能にすると供に、工具の振れを2μm以内に抑えた。工具経路決定用のプログラムは、工作物上の加工点における接平面と工具切れ刃上の創成点における接平面が一致するという性質を利用した等勾配法という独自の手法により、Visual Basicを用いて開発した。4軸制御加工で創成点を固定した切削実験を行い、3分力切削動力計を用いて創成点の位置に応じた切削抵抗を測定した。また、三次元座標測定機を用いて加工物の加工誤差量を測定した。【研究成果】本研究で得られた結果は以下の通りである。(1)工具切れ刃上の創成点の位置に応じて切削抵抗は変化し、その影響で加工誤差量も変化する。(2)創成点の位置を固定した切削を行うことにより、切削抵抗の変化を抑制し、工具のたわみ量を一定に保つことができる。(3)工具経路に創成点の位置に応じた加工誤差量を補正した切削を行うことにより、加工精度の向上が可能である。本研究の成果をまとめ、平成22年度熊本大学総合技術研究会で発表した。
世界各国の破産・企業再生制度と銀行融資行動

日本以外の国々のデータについては、ケースベースで、事例を収集した。各国それぞれ、倒産の制度、定義自体が異なるため、一列には比較できないため、事例を並べて比較した。データペースの構築は、予定と異なり、数字ベースのものは出来なかった。一方、わが国の銀行による融資行動については、昨年に引き続き研究を行った。景気の回復に伴い、銀行は少しずつ積極的に融資をしてきたが、融資だけでなく、出資することにより、それにより、大きく改善する企業も目立ち始めた。追い貸しと呼ばれるような効率的でない融資は減少した。つまり、銀行の行動の合理性は、マクロの経済状況により、大きく左右されることが示唆された。しかし、このような銀行のケースと異なり、融資の出し手と、追加的な出資者とが、異なった主体であるときには、さまざまな問題が生じることが示唆された。融資の出し手ではなく、第三者割り当てで、新規の投資家を使って、大規模なエクイティファイナンスを行う企業が散見されるようになり、それらの企業は、通常の融資拡大の企業よりも、相対的に規模は小さいことが多く、経営状況も悪いことが示唆された。そして、株主構成の大きな変化を伴った企業は、その後、業績がさらに大きく低迷するところが一定数あることが示唆された。そして、いくつかの例では、粉飾決算など、違法なアクションをとった会社もあった。これは、ガバナンスが、資金調達の方法により、大きく変化し、これが企業価値の変化につながることが示唆された。本年においては、世界各国の倒産法制度や実際に倒産した企業のケーススタディを行った。基本的には、新聞や雑誌を中心にデータを収集し、実際の倒産のケースがどのように進んでいくのか概観した。一方、わが国の融資行動については、詳細な分析を行い、業績不振企業に対して、個別の銀行がどのような融資行動をとるかを個別銀行の融資データを元に様々な分析を行った。わが国においては、2000年に民事再生法が施行され、大きな影響があると思われたが、実際には融資行動の変化という形では現れなかった。したがって、現段階では、融資行動と法制度の関係は直接は強くはないことが推測されるが、これには留保条件が必要である。なぜなら、同時に、金融庁の銀行に対する監査が厳しくなり、その影響も同時に見られたからであり、倒産に関する法制度と銀行に対する監督・規制の影響を分離する必要があると思われる。よって、実際に倒産した企業について絞って、個別銀行の融資行動の分析も行った。そこで分かったことは、倒産がある程度予見されていたとしても、最大の融資を行っているいわゆるメインバンクについては、融資を引き上げるという行動はとっていないことがわかった。これは、メインバンクが融資を引き上げてしまうと、直ちに融資先の銀行が倒産してしまうため、動きにくいということがあると考えられる。これは、特定銀行の融資規模が大きいときに顕著に見られたことから、構造的に証明は出来てはいないが、データの解釈としては可能性が高いものだと思われる。日本企業における豊富なデータと対照的に、多くの国では、詳細なデータを集めることの困難に直面した。ケース事例の描写は出来ても、包括的なデータベースの構築には、統一的な観点からデータが収集されておらず、メディアベースの情報でも、統計的解析の出来るデータの構築は出来なかった。したがって、入手可能なメディア情報を元にケースの分析を行った。それに伴い、ある程度まとまった数の倒産企業の情報が集められる国に絞って、データの構築を行うこととし、データ収集の方針を修正した。一方、わが国の銀:行による融資行動については、昨年に引き続き研究を行った。マクロ経済の回復とともに、不振企業自体が減少していったが、それとともに、融資行動にも大きな変化が見られ、倒産を回避するための融資が進められ、それにより、大きく改善する企業も目立ち始めた。したがって、これまで追い貸しといわれてきた、非効率的な融資に関しても、マクロ経済の状況によっては、評価が大きく分かれる可能性が示唆された。また、大変興味深いことに、コーポレートガバナンスの変化と融資の変化及び資金調達の変化には関係があることが示唆された。すなわち、通常の追加融資でなく、大規模なエクイティファイナンスを行う企業が散見されるようになり、それらの企業は、通常の融資拡大の企業よりも、相対的に規模は小さいことが多く、経営状況も悪いことが示唆された。これは、緊急避難的に行った資金調達がガバナンスの悪化をもたらす可能性があることを示唆している。

融資の出し手ではなく、第三者割り当てで、新規の投資家を使って、大規模なエクイティファイナンスを行う企業が散見されるようになり、それらの企業は、通常の融資拡大の企業よりも、相対的に規模は小さいことが多く、経営状況も悪いことが示唆された。そして、株主構成の大きな変化を伴った企業は、その後、業績がさらに大きく低迷するところが一定数あることが示唆された。そして、いくつかの例では、粉飾決算など、違法なアクションをとった会社もあった。これは、ガバナンスが、資金調達の方法により、大きく変化し、これが企業価値の変化につながることが示唆された。
高精度な磁気浮遊式天秤の開発および流体の熱力学性質の解明

本研究の目標は,流体の圧力・密度・温度の相互関係を表すPVT性質を高精度に測定する装置を開発することである.そのために,これまで磁気浮遊式天秤(磁気浮上密度計)と呼ばれる流体密度計測器の高精度化に取り組んできた.既存の磁気浮遊式天秤では,測定試料流体のもつわずかな磁性の影響により,試料流体密度の測定において100ppm程度の系統誤差が生じることが問題となっていた.本研究では,有限要素法磁場解析と既存の磁気浮遊式天秤を用いた実験により,この磁気的要因による密度測定誤差の影響を明らかにし,これを補正可能な新しい測定方法を考案した.本年度は,考案した測定法を実現する新しい磁気浮遊式天秤の開発,ならびにPVT性質測定装置の試作を行った.温度計測には標準白金抵抗測温体を,圧力計測には水晶発振式圧力計をそれぞれ用い,産業技術総合研究所の協力を得て各計測機器の校正を行い,国際単位系の定義に準拠した国家標準にトレーサブルな高精度計測を実現した.開発した装置の健全性を確認する目的で,水およびトリデカンを密度標準試料として,20°C,大気圧下においてそれぞれの密度の測定を行い,標準値と測定不確かさ以内で良好に一致する結果が得られた.さらに,20°C,500kPaまでの水の密度に関しても測定を行い,同様に標準値と測定不確かさ以内で一致する結果が得られ,このことから磁気的要因による密度測定誤差を補正する新しい測定法の有効性を確認することができた.本装置により計測される各状態量の測定不確かさは,温度が6mK,圧力が0.02%+0.40kPa,密度が20ppm程度であり,密度測定に関しては従来の1/10の不確かさの高精度計測を実現することができた.本装置により,標準となる高精度な流体のPVT性質を計測することが可能であると考えられる.流体の圧力・密度・温度の相互関係を表すPVT性質を広範囲の領域にわたって高精度に測定可能である装置を開発することを最終目標として、平成17年度は流体の高精度な密度測定を実現する磁気浮遊式天秤(磁気浮上密度計)と呼ばれる密度測定器の開発を中心に進めてきた。既存の磁気浮遊式天秤では、測定試料流体のもつわずかな磁性の影響により、試料流体密度の測定において100ppm程度の系統誤差が生じることが問題となっていた。本研究では有限要素法を用いた磁場解析により、この測定試料流体の磁性による試料流体密度測定への影響に関して解析的検討を行い、さらに既存の磁気浮遊式天秤を用いて上記の影響を実験的に調べた。この解析結果と実験結果は定量的にも定性的にもよく一致した挙動を示しており、このことから本研究による解析結果の妥当性を確認することができた。また解析結果に基づき、測定試料流体の磁性による試料流体密度測定誤差の影響を補正することが可能となる新しい磁気浮遊式天秤を考案した。本研究によって考案されたこの新しい磁気浮遊式天秤の密度測定不確かさはおよそ10ppm程度と見積もられ、既存の流体密度測定装置に比べ1/10以下の不確かさでの密度測定が期待できる。以上の内容は第26回日本熱物性シンポジウムにて口頭発表し、同講演論文集にも掲載されている。上記の新しい磁気浮遊式天秤に関しては、現在までに常温・常圧付近測定用の試作機を作成し、動作確認および各種機器調整を現在行っている。また、試料流体の温度測定に関しては、温度制御された液体を伝熱媒体とした恒温槽内に磁気浮遊式天秤を設置し、伝熱媒体温度を測定することで試料流体温度とみなす間接測定法を採用しており、現在までに恒温槽内の温度を±1mK以内で制御可能であることを確認している。試料流体の圧力測定に関しては、水晶発振式圧力計を用いた直接測定法を検討している。本研究では、流体の圧力・密度・温度の相互関係を表す熱力学性質であるPVT性質を広範囲の領域にわたって高精度に測定することを目標として、磁気浮遊式天秤と呼ばれる流体密度測定装置の開発を行っている。既存の磁気浮遊式天秤では、圧力容器や測定試料流体のもつわずかな磁性により密度測定に100ppm程度の系統誤差が生じてしまうことが問題となっていた。本研究ではこの問題を解決するためこ圧力容器や試料流体の磁性が密度測定に与える影響を有限要素法の磁場解析により定量的に計算し、これらの影響を補正可能にする新しい磁気浮遊式天秤の測定方法ならびに測定技術を考案した。この新しい磁気浮遊式天秤装置により、磁化率が未知の流体であっても100ppm以下の不確かさで密度測定を行うことが期待できる。また、本装置は密度1次標準器である1kgシリコン球体を用いて校正されており、密度標準にトレーサブルな信頼性の高い実測値を得ることができる点も特筆すべき点である。上記の新しい磁気浮遊式天秤の開発に関しては、温度範囲が0°C100°C程度、圧力範囲が真空10MPa程度を当面の測定範囲としている。現在までに試作機を作成し、装置が所望の動作を行うことを確認している。温度測定に関しては、恒温槽内の温度制御された伝熱媒体液中に磁気浮遊式天秤装置を設置し、伝熱媒体温度を測定することで試料流体温度とみなす間接測定法を採用しており、恒温槽内の温度は±1mK以内で制御可能である。圧力測定に関しては、水晶発振式圧力計により試料流体を直接測定する。現在、水などの密度標準物質を用いて装置全体の健全性の確認を行っている。

本研究の目標は,流体の圧力・密度・温度の相互関係を表すPVT性質を高精度に測定する装置を開発することである.そのために,これまで磁気浮遊式天秤(磁気浮上密度計)と呼ばれる流体密度計測器の高精度化に取り組んできた.既存の磁気浮遊式天秤では,測定試料流体のもつわずかな磁性の影響により,試料流体密度の測定において100ppm程度の系統誤差が生じることが問題となっていた.本研究では,有限要素法磁場解析と既存の磁気浮遊式天秤を用いた実験により,この磁気的要因による密度測定誤差の影響を明らかにし,これを補正可能な新しい測定方法を考案した.本年度は,考案した測定法を実現する新しい磁気浮遊式天秤の開発,ならびにPVT性質測定装置の試作を行った.温度計測には標準白金抵抗測温体を,圧力計測には水晶発振式圧力計をそれぞれ用い,産業技術総合研究所の協力を得て各計測機器の校正を行い,国際単位系の定義に準拠した国家標準にトレーサブルな高精度計測を実現した.開発した装置の健全性を確認する目的で,水およびトリデカンを密度標準試料として,20°C,大気圧下においてそれぞれの密度の測定を行い,標準値と測定不確かさ以内で良好に一致する結果が得られた.さらに,20°C,500kPaまでの水の密度に関しても測定を行い,同様に標準値と測定不確かさ以内で一致する結果が得られ,このことから磁気的要因による密度測定誤差を補正する新しい測定法の有効性を確認することができた.本装置により計測される各状態量の測定不確かさは,温度が6mK,圧力が0.02%+0.40kPa,密度が20ppm程度であり,密度測定に関しては従来の1/10の不確かさの高精度計測を実現することができた.本装置により,標準となる高精度な流体のPVT性質を計測することが可能であると考えられる.
介護福祉への応用を目指したイヤフォン型ヒューマンマシンインタフェース

本研究の目的は,コンピュータネットワーク化と少子高齢化が進む現代社会に好適なヒューマンマシンインタフェースの研究開発を行うことである.具体的には,表情の変化による外耳(耳の中)の動きを光学式距離センサで計測することで表情で電子機器を操作する装置(愛称:みみスイッチ)の研究開発を行う.みみスイッチの特徴は,文化の差異や障がいの有無に関係なく誰でも使用でき,常時装用してハンズフリーでいつでも・どこでも使用でき,使用者のプライバシーを侵害せず見守り支援できることである.アプリケーションとしてハンズフリーコントローラとヘルスケアシステムへと応用する.本研究の目的は,コンピュータネットワーク化と少子高齢化が進む現代社会に好適なヒューマンマシンインタフェースの研究開発を行うことである.具体的には,表情の変化による外耳(耳の中)の動きを光学式距離センサで計測することで表情で電子機器を操作する装置(愛称:みみスイッチ)の研究開発を行う.みみスイッチの特徴は,文化の差異や障がいの有無に関係なく誰でも使用でき,常時装用してハンズフリーでいつでも・どこでも使用でき,使用者のプライバシーを侵害せず見守り支援できることである.アプリケーションとしてハンズフリーコントローラとヘルスケアシステムへと応用する.本研究の目的は,コンピュータネットワーク化と少子高齢化が進む現代社会に好適なヒューマンマシンインタフェースの研究開発を行うことである.具体的には,表情の変化による外耳(耳の中)の動きを光学式距離センサで計測することで表情で電子機器を操作する装置(愛称:みみスイッチ)の研究開発を行う.みみスイッチの特徴は,文化の差異や障がいの有無に関係なく誰でも使用でき,常時装用してハンズフリーでいつでも・どこでも使用でき,使用者のプライバシーを侵害せず見守り支援できることである.これらを実現するため以下の3点を当該研究期間内(平成24年度と平成25年度の2年間)での最低限の実施項目とする.1)外耳の動きを高精度にセンシングすることができるセンサシステムの開発2)外耳の動きから精度よく表情推定可能なアルゴリズムの開発3)本研究成果を用いた社会的に有用なアプリケーションの開発平成24年度は,問題点である「外耳の動きを高精度でセンシングできていない」ことと「外耳の動きのセンシングデータから表情を正確に推定できていない」を解決するため,「センサの改良」と「アルゴリズムの改良」を行った.センサの改良においては,日常生活で本システムを常時使用するために必要な技術として,身体を透過してセンサ精度の低下の原因となる赤外光をカットすることができるセンサシステムの開発を行った.本センサシステムによりユーザは屋外,屋内関係なく常時本インタフェースの利用が可能となる.アルゴリズムの改良においては,外耳の動きから推定した表情のうち咀嚼と会話を峻別するアルゴリズムの開発を行った.このアルゴリズムを応用することによりユーザの咀嚼から食事の間隔や食事にかかった時間などの食事情報を得ることができるため,ユーザのメタボリックシンドロームや拒食症などを分析することで健康管理に役立てることができる.本研究の目的は,コンピュータネットワーク化と少子高齢化が進む現代社会に好適なヒューマンマシンインタフェースの研究開発を行うことである.具体的には,表情の変化による外耳(耳の中)の動きを光学式距離センサで計測することで表情で電子機器を操作する装置の研究開発を行う.平成24年度と平成25年度の2年間で以下の3点を実施した.1)外耳の動きを高精度にセンシングすることができるセンサシステムの開発2)外耳の動きから精度よく表情推定可能なアルゴリズムの開発3)本研究成果を用いた社会的に有用なアプリケーションの開発平成24年度は,問題点である「外耳の動きを高精度でセンシングできていない」ことと「外耳の動きのセンシングデータから表情を正確に推定できていない」を解決するため,「センサの改良」と「アルゴリズムの改良」を行った.センサの改良においては,日常生活で本システムを常時使用するために必要な技術として,身体を透過してセンサ精度の低下の原因となる環境に含まれる赤外光をカットすることができるセンサシステムの開発を行った.本センサシステムによりユーザは屋外,屋内関係なく常時本インタフェースの利用が可能となった.アルゴリズムの改良においては,外耳の動きから推定した表情のうち咀嚼と会話を峻別するアルゴリズムの開発を行った.平成25年度は,社会的に有用なアプリケーションの開発として,ユーザの咀嚼から食事の間隔や食事にかかった時間などの食事情報を算出し,その食事情報から生活のリズムを推定するアプリケーションを開発した.このアプリケーションを用いてユーザのメタボリックシンドロームや拒食症などを分析することで健康管理に役立てることができる.また,奥歯を噛みしめたりウインクするだけでハンズフリーでロボットや家電製品などの操作ができるインタフェース装置を開発した.手足の不自由な方でも使用可能な装置である.平成24年度の達成目標としてハードウェア面からは「1外耳動作計測センサの完成」,ソフトウェア面からは「2外耳の動きから表情を推定するアルゴリズムの開発」の2点と,それぞれを統合した「3システムの実証実験」を掲げた.平成24年度は1から3のすべての達成目標を順調に達成できた.25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は,平成24年度の研究成果を応用して「遠隔で健康診断を行うシステム(遠隔健康診断システム)」の研究開発を行う.

しかし遠隔健康診断システム全体を完成するためには,研究予算と研究期間が不十分であるので,本年度は,平成24年度の研究成果(咀嚼推定アルゴリズム)を応用することにより,ユーザの咀嚼から食事の間隔や食事にかかった時間などの食事情報分析システムの構築に注力する.また本年度は研究計画通り「ポータブルオーディオプレーヤ用ハンズフリーコントローラ」の研究開発も行う.25年度が最終年度であるため、記入しない。