hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンピュータ支援音楽教育から見た聴覚障害者の音感認識

パソコンの普及で計算機援用による音楽学習システムは、ますます身近な存在になり、聴覚障害者も容易に音楽の楽しさを実感できるようになった。本研究ではこのようなコンピュータ支援によるシステムを聴覚障害者の音楽教育に応用する場合の条件を探求し,さらにその過程で、従来データの乏しかった聴覚障害者の音楽認識の課程を調査した.特に聴覚障害者同士でリズムを主としたアンサンブルを演奏するために、どのような同期信号とその表示方法が有効であるかを知るための実験を行い、指示信号と実際の演奏時刻の偏差を測定した.この結果から、楽譜のような予測情報を含む視覚情報の有効性や演奏予測やフィードバックの有無との関係が明らかにされた。一方,長時間にわたって楽譜に注力することは視力の疲労を伴い困難であり,そのような場合には,聴覚障害者自身がリズムを学習し、それをリファレンスにする傾向がみられた。この場合に生成されるリズムは偏差が一定でなく,周期的に変動していることも明らかにされた.視覚情報、音声情報以外に皮膚感覚を直接振動によって刺激するワイヤレス音感認識装置を試作し、重度障害者のダンス訓練に応用する場合の基本特性を取得した。また音楽情報とくにリズムを伝達する場合の振幅・周波数特性、赤外線伝送特性を解析し、ステップ練習に応用する場合の問題点を明らかにした。さらに、皮膚神経を振動以外に直接電気パルスで刺激する音感認識装置の可能性に注目し,そのための基礎データを取得した。今後これらの方法を総合的に利用し,一人一人の個性に合った刺激とフィードバックを実現するシステムを実現してゆきたい.パソコンの普及で計算機援用による音楽学習システムは、ますます身近な存在になり、聴覚障害者も容易に音楽の楽しさを実感できるようになった。今後これらの方法を総合的に利用し,一人一人の個性に合った刺激とフィードバックを実現するシステムを実現してゆきたい.1.聴覚障害者のための電子機器支援による音楽環境の整備コンピュータ支援による聴覚障害者音楽教育システムの構築を試みた。今年度は、リズム楽器のアンサンブル演奏訓練のためのシステム条件を明らかにすることを目標に、視覚情報と聴覚情報の同時提示による指揮機能と聴覚障害学生の演奏特性との関連を定量化するための試みを行った。具体的には、MID1信号によって生成された指揮情報とそれに対応した演奏情報とのリズムタイミングと強度の差を抽出・分析するシステムを構築した。今後このシステムを用いて、基本的データを収集してゆく予定である。また、このシステムにつぎに述べる振動音感認識装置を加えるなどの改良を図ってゆく予定である。2.振動による音感認識装置の開発音感認識装置の試作を開始し、皮膚とのインターフェイスの振動部とドライブ装置を完成させた。今後、リズム音源を赤外線信号で送受信し、ダンスのレッスンに試用する予定である。1.聴覚障害者の音楽演奏・評価環境の整備と基本データ収集(筑波技短大)昨年度構築したパソコンベースのMIDI入力-マルチメディア出力表示システムを、聴覚障害者の音楽教育に応用し、学習課程を研究した.特に聴覚障害者同士でリズムを主としたアンサンブルを行うための訓練環境に、どのような視覚情報による演奏予測やフィードバックが適切かを知るための基本データを取得した。単純なリズムを合奏することを想定し、手本の指示と応答との時間差を測定した。MIDIシステムを用い、手本リズムを視覚映像と音で提示し、それに合わせてMIDIドラムを叩くタイミングをデータとして取得した。被験者として聴力に差の有る障害者と、比較のため音楽経験に差の有る健聴者を採用した。手本映像にカーソルで指示された予測情報を含む場合は、手本との偏差が小さく有効であった。また学習が進むにつれ、リズム構造を反映して、フレーズ内で演奏タイミングが周期的に手本からずれることが見出された。このようなリズム認識は聴覚障害者がリズムを学習する上で重要であり、周期的な繰り返し刺激では、予測情報を伴わない視覚情報やスピーカー音も同期信号として有効なことが分かった。2.振動による音感認識装置の開発と評価(中央大)昨年度に試作した、振動によるワイヤレス音感認識装置を、重度障害者のダンス訓練に応用する場合の基本特性を取得した.また音楽情報とくにリズムの伝達手段とする場合の周波数特性を解析し、ステップ練習に応用する場合の問題点を明らかにした。パソコンの普及で計算機援用による音楽学習システムは、ますます身近な存在になってきた。

多くの聴覚障害者が容易に音楽の楽しさを実感できるためのMIDIシステムを中心とした環境作りと、そのための基本的条件を引き続き追究した。本年度は、聴覚障害者集団がリズムを主としたアンサンブルを練習する際の同期信号として、これまで研究がほとんど行われていない皮膚筋肉感覚を電気パルスあるいは振動で刺激する方法を調査した。1.聴覚障害者のリズム同期方法の検討(筑波技短大)皮膚筋肉感覚を電気パルスで直接刺激する方法を調査し、パルス波形、電極形状と配置、刺激モードなどの基本データを収集した。その結果、映像情報が視界から外れ同期参照シグナルとして利用できない間の信号伝達手段として有用なことが実証された。従来の視覚映像や音による方法など各種の刺激方法に加えて、この新しい方法を有機的に利用することで、聴覚障害者同士でアンサンブルを行う場合のリズム同期方法に最適なシステムモデルが構築できることを提案した。このシステムでは、個人個人の特性に合った刺激の方法を選択できることが最大の特色である。その装置開発は今後に残された課題である。2.振動による音感認識装置の開発と評価(中央大)昨年度までに開発した皮膚筋肉感覚を振動で刺激するためのワイヤレス音感認識装置を・重度障害者のダンス訓練に応用する場合の基本特性を取得した。また音楽情報とくにリズムを伝達する場合の振幅・周波数特性、赤外線伝送特性を解析し、ステップ練習に応用する場合の問題点を明らかにした。
スパース信号分解に基づく多次元音響メディア情報処理及びその音拡張現実感への応用

本研究は,音メディアを対象とした拡張現実感システム(音ARシステム)の構築を最終的な目標としており,頑健に動作する教師無し及び教師あり音源分離技術の基礎的な理論構築及びマルチチャネル信号への拡張を行う.このような音源分離技術は,補聴器等の人支援デバイスや高臨場感音場再現技術,既存の音楽の能動的な鑑賞(ユーザによるリマスタリング)など多岐にわたる応用が可能である他,混合信号の中の潜在的な因子を解析する技術として,学術的にも極めて重要である.研究実施1年目では,マルチチャネル信号を対象とした極めて効率的な教師無し音源分離アルゴリズムを新たに提案しており,トップ国際会議への採択や当該成果に関する受賞等から,その学術的な価値が認められつつある.2年目では,2年目で提案したマルチチャネル音源分離手法の数理的なメカニズム(音源の周波数構造を捉える機構及び空間的な伝達系を捉える機構)を詳しく解析し,トイモデルを用いて従来のstate-of-the-artな手法(独立ベクトル分析)からの数理的な拡張である事実を明確に示した.この成果は1年目の成果とまとめて国際論文誌に掲載されている.また,異なるアプローチである教師ありの音源分離手法として,分離対象音源固有の周波数構造を捉えられるように教師情報(音源固有のスペクトル構造)を変形・適応することで,より高精度なモノラル音源分離を実現する手法を新たに提案している.3年目では,2年目の教師あり音源分離手法の成果を国際会議へ投稿し,発表している.また,1年目の成果であるマルチチャネル音源分離に対しても活用できるアルゴリズムとして,基盤技術となる非負値行列因子分解の効率的な変数初期値決定法を新たに提案し,国際会議で発表している.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本課題では,多チャネル音響信号を対象とした情報処理に取り組んでいる.具体的には,複数のマイクを並べたマイクアレイで録音された音響信号や,ステレオ音楽信号等を対象とし,複数の話者音声や複数の楽器音が混合した状態で録音された信号を,音源毎に分離する手法の提案を目標としている.この音源分離技術は様々な技術に応用可能である.例えば,音楽信号を対象とした場合,ユーザが既存の音楽作品を再編集する等の能動的な音楽鑑賞が可能となる他,複数のスピーカを用いた高臨場感再現技術における音源の空間的な配置を,音源毎に操作するといったことへも応用できる.さらに,話者と背景雑音の分離を対象とした場合,補聴器等の人支援デバイスへの応用も期待できる.今年度は特に,従来研究されてきた「ブラインド音源分離(BSS)」に重点をおいて研究を進めた.BSSは,音源位置や各マイク位置等の事前情報を用いずに,複数マイクで観測された多チャネルの混合音響信号のみから音源分離を行う技術である.多くの応用技術が考えられ,実現されれば大変有益となる技術課題である.近年,多チャネル非負値行列因子分解(MNMF)が提案され,高精度で音源分離が可能であることが報告されている.しかし,MNMFは極めて高い計算コストを必要とし,かつ頑健に動作させることが困難という問題がある.今年度は,MNMFに,収録環境に関する制約を導入することで,効率的に解く手法を提案した.提案法では,計算時間を20分の1以下にまで削減でき,MNMFの最高性能と同程度の音源分離を頑健に達成することができる.本提案手法に関しては,音響信号処理分野のフラッグシップ国際会議ICASSP 2015に採択されている.また,日本音響学会より,音響に関する学問及び技術の奨励のため,有為と認められる新進の研究・技術者に送られる第37回粟屋潔学術奨励賞を受賞している.本研究は,音メディアを対象とした拡張現実感システム(音ARシステム)の構築を最終的な目標としており,頑健に動作する教師無し及び教師あり音源分離技術の基礎的な理論構築及びマルチチャネル信号への拡張をを行う.このような音源分離技術は,補聴器等の人支援デバイスや高臨場感音場再現技術,既存の音楽の能動的な鑑賞(ユーザによるリマスタリング)など多岐にわたる応用が可能である他,混合信号の中の潜在的な因子を解析する技術として,学術的にも極めて重要である.研究実施1年目では,マルチチャネル信号を対象とした極めて効率的な教師無し音源分離アルゴリズムを新たに提案しており,トップ国際会議への採択や当該成果に関する受賞等から,その学術的な価値が認められつつある.2年目では,1年目で提案したマルチチャネル音源分離手法の数理的なメカニズム(音源の周波数構造を捉える機構及び空間的な伝達系を捉える機構)を詳しく解析し,トイモデルを用いて従来のstate-of-the-artな手法(独立ベクトル分析)からの数理的な拡張である事実を明確に示した.この成果は1年目の成果とまとめて国際論文誌へ投稿済みである.また,異なるアプローチである教師ありの音源分離手法として,分離対象音源固有の周波数構造を捉えるように教師情報(音源固有のスペクトル構造)を変形・適応することで,より高精度なモノラル音源分離を実現する手法を新たに提案している.また,国際会議への投稿を予定しており,現在原稿を投稿中である.この他にも,教師あり及び教師無し音源分離手法の基盤

数理アルゴリズムである非負値行列因子分解に関して,効率的な最適化を可能にする初期値の決定法に関しても取り組んでおり,同様に国際会議原稿を現在執筆中である.当初の研究計画では,教師あり音源分離に関する性能向上を最も大きな課題としており,分離目的音の教師信号(サンプル音等)から得られた教師スペクトル情報をより効率的に分離ができるように変形及び適応することを計画していた.現在の状況は,次の通りである.研究実施1年目に,非常に効率的な教師無し多チャネル音源分離手法を提案し,従来の最先端技術の最高性能を大きく上回っていることを示した.また2年目では,当初の計画通り教師あり音源分離手法に着目し,分離目的音の教師スペクトル情報をより識別的な構造に適応的に変形する手法を提案した.識別的な構造に変形させることで,非目的音源のスペクトル成分とのオーバーラップを避けることができ,学習した教師情報が他の音源を表現してしまう問題を解決している.音楽信号を用いた分離実験の結果,本手法は従来の教師あり音源分離手法の性能を大きく上回ることが確認され,その妥当性を客観的に示すことができている.これらの教師無し及び教師あり音源分離手法は,統合することが可能であり,その場合は一般的な音楽信号のようにステレオ(2チャネル)で録音された信号に対して適用することが可能となる.また,補聴器や音場再現技術を対象とした場合も同様に適用可能である.このように単一チャネルと多チャネルの両方の問題について同時に取り組むことができており,当初の計画よりも大きく進展した進捗状況となっている.本研究は,音メディアを対象とした拡張現実感システム(音ARシステム)の構築を最終的な目標としており,頑健に動作する教師無し及び教師あり音源分離技術の基礎的な理論構築及びマルチチャネル信号への拡張を行う.このような音源分離技術は,補聴器等の人支援デバイスや高臨場感音場再現技術,既存の音楽の能動的な鑑賞(ユーザによるリマスタリング)など多岐にわたる応用が可能である他,混合信号の中の潜在的な因子を解析する技術として,学術的にも極めて重要である.研究実施1年目では,マルチチャネル信号を対象とした極めて効率的な教師無し音源分離アルゴリズムを新たに提案しており,トップ国際会議への採択や当該成果に関する受賞等から,その学術的な価値が認められつつある.2年目では,2年目で提案したマルチチャネル音源分離手法の数理的なメカニズム(音源の周波数構造を捉える機構及び空間的な伝達系を捉える機構)を詳しく解析し,トイモデルを用いて従来のstate-of-the-artな手法(独立ベクトル分析)からの数理的な拡張である事実を明確に示した.この成果は1年目の成果とまとめて国際論文誌に掲載されている.また,異なるアプローチである教師ありの音源分離手法として,分離対象音源固有の周波数構造を捉えられるように教師情報(音源固有のスペクトル構造)を変形・適応することで,より高精度なモノラル音源分離を実現する手法を新たに提案している.3年目では,2年目の教師あり音源分離手法の成果を国際会議へ投稿し,発表している.また,1年目の成果であるマルチチャネル音源分離に対しても活用できるアルゴリズムとして,基盤技術となる非負値行列因子分解の効率的な変数初期値決定法を新たに提案し,国際会議で発表している.音源分離技術は,多チャネル音響信号処理分野において,近年世界中で盛んに研究されている課題である.2013年に提案された多チャネル非負値行列因子分解(MNMF)は,従来手法と比較して最も高精度に音源分離を達成しており,現在世界的に注目されている手法の一つといえる.
LC/ESI-MS/MSによる血中シロリムスの迅速TDM解析法の構築

シロリムスは国内未承認の免疫抑制薬であるが、海外で臓器移植を受けたり、他の薬剤では免疫反応のコントロールが十分でない場合に、個人輸入により使用されることのある薬剤である。本剤は治療域が狭く、重篤な口内炎などの副作用が見られるうえ、体内動態の個人差も大きいことから、TDMによる投与量の厳密な調節が必要である。そこで本剤について、精度、真度に優れる標準法を確立し、臨床で利用可能な迅速分析法へと改良し、最終的に外来患者のTDMに利用可能な分析法を構築することを目的として研究を実施した。1.シロリムスやIS(アスコマイシン)のイオン化を抑制する分析試料中のリゾリン脂質の除去についてヒト全血に硫酸亜鉛/メタノール混液を加えて除タンパク処理した試料、除タンパク処理後ODS系のBond Elut C18(Varian)で固相抽出し、無機物や親水性爽雑物を除去した試料、さらにHybrid SPE-PPT(Sigma-Aldrich)にて固相抽出した試料に、既知量のシロリムスおよびISを添加し、LC/ESI-MS/MS分析した。その結果、除タンパク処理のみの試料では、シロリムスおよびISともにピーク面積が標準試料の2.5分の1以下となり、Bond Elut C18処理した試料ではISは標準試料と同程度まで回復したが、シロリムスは標準試料の6割程度となり、Hybrid SPE-PPT処理を加えることでようやく標準試料と同程度のピーク強度が得られることが判明した。すなわち、ヒト全血を硫酸亜鉛含有のメタノール溶液で除タンパクした後、Bond Elut C18で無機塩や水溶性爽雑物を除去し、さらにHybrid SPE-PPTカートリッジによりリン脂質を除去する一連の前処理法を用いることで、マトリックス効果の原因となるイオン化抑制因子を完全に除去できることが明らかとなった。2.確立した血中シロリムス定量法の分析法バリデーションについて本法は想定される血中濃度範囲を含む0550ng/mLで良好な直線性を示し、満足し得る精度と真度を有することが判った。また、10名の健常成人から採取した血液を用いてマトリックスの影響を精査した結果、本法により内因性爽雑物の影響をほとんど受けない信頼度の高い定量が可能であることが明らかとなった。
担子菌ウシグソヒトヨタケの子実体形成に関する突然変異株の分子遺伝学的解析

1子実体の光形態形成に関わる遺伝子dst1の遺伝子破壊の試みdst1の5'非コード領域(約3kb)-ハイグロマイシンB耐性遺伝子(hph)-dst1の3'非コード領域(約3kb)を含むプラスミドを用い、野生株(#326)を形質転換し、相同組み換えを利用したdst1の遺伝子破壊を試みた。形質転換により得られたハイグロマイシン耐性株466株のdst1をコロニーPCRにより調べた結果、dst1遺伝子破壊株は見つからなかった。しかしながら、これらのハイグロマイシン耐性株の中から、光形態形成異常を示す株3株(dst#2,dst#53,dst#106)が見つかった。また、dst#2の変異遺伝子は相補性検定から、dst1遺伝子であることが示唆されたが、この変異株のdst1遺伝子の塩基配列を決定したところ変異が発見できなかった。2子実体の光形態形成に関わる遺伝子dst2の分子遺伝学解析dst2が座乗していると思われる第五染色体の染色体コスミドライブラリーからdst2変異を相補するコスミドクローンの検索を行った。384個のコスミドクローンを用いてdst2変異株を形質転換した結果、Plate5のF8クローンによりdst2変異が部分的に相補されることがわかった。3子実体形成に関する新規の突然変異株の作出変異遺伝子がタギングされた突然変異株の作出を効率よく行うために、ウシグソヒトヨタケでのアグロバクテリウムを利用した形質転換を試みた。ヒトヨタケの薬剤耐性マーカーとしてハイグロマイシン耐性遺伝子を持つプラスミドを構築し、アグロバクテリウムのC58C1株を用いて実験を行った。その結果、平均0.7株/1プレートのハイグロマイシン耐性の形質転換株が得られた。しかしながら、PEG法による形質転換効率(1020株/1プレート)に比べて非常に形質転換効率が低く、アグロバクテリウムを利用した形質転換法は、ウシグソヒトヨタケの子実体形成に関する新規突然変異株の作出には適さないことがわかった。本研究室ではウシグソヒトヨタケの光形態形成に関わる突然変異株(dst1が変異株、dst2変異株、pin1変異株)を得ている。本年度はこれらの変異の原因遺伝子の分子遺伝学的解析および発現解析を行った。1)dst2およびpin1の分子遺伝学的解析dst2の座乗染色体を決定するため、RAPDマーカーおよび栄養要求性マーカーを用いて連鎖解析を行った。その結果、dst2は第五染色体に座乗していることが明らかになった。現在、第五染色体特異的ライブラリーを用いて、dst2変異を相補するクローンのスクリーニングを行っている。相補検定によりdst2とpin1が同一遺伝子座であるかを検討した結果、pin1-1変異株とdst2-1変異株の交配では、変異形質が半優性的に現れた子実体が観察された。そのため、dst2とpin1が同一遺伝子であるか確定できなかった。2)dst1の発現解析dst1のcDNA塩基配列を5'および3'RACE法により解析し、ゲノムDNA塩基配列と比較した。その結果、dst1は68塩基のイントロンを1つ含み、ORFは1175アミノ酸残基をコードしていることが明らかになった。また、2ヶ所のPoly-A付加部位があり、それぞれの3'非翻訳領域は564塩基、629塩基であった。5'非翻訳領域は113塩基であった。変異遺伝子dst1-1のゲノムDNA塩基配列を解析した結果、dst1-1はDst1タンパク質の転写活性化領域と思われるQリッチ領域を欠失させるナンセンス変異を持つことが明らかになった。ノーザン解析の結果、dst1は、未分化の栄養菌糸<0.5mm程度の子実体原基を含む栄養菌糸<2mm程度の子実体原基の順に発現量が多く、子実体原基の形成に伴って発現量が増大していることが示唆された。また、子実体の柄、dark stipeでも強く発現していることが明らかになった。3子実体形成に関する新規の突然変異株の作出

変異遺伝子がタギングされた突然変異株の作出を効率よく行うために、ウシグソヒトヨタケでのアグロバクテリウムを利用した形質転換を試みた。ヒトヨタケの薬剤耐性マーカーとしてハイグロマイシン耐性遺伝子を持つプラスミドを構築し、アグロバクテリウムのC58C1株を用いて実験を行った。その結果、平均0.7株/1プレートのハイグロマイシン耐性の形質転換株が得られた。しかしながら、PEG法による形質転換効率(1020株/1プレート)に比べて非常に形質転換効率が低く、アグロバクテリウムを利用した形質転換法は、ウシグソヒトヨタケの子実体形成に関する新規突然変異株の作出には適さないことがわかった。
青色光受容体フォトトロピンと結合するプロテインキナーゼの気孔開口における機能解析

植物表皮に存在する気孔は、青色光に応答して開口し、光合成や蒸散を調節して成長に貢献する。青色光受容体フォトトロピンは、気孔孔辺細胞においてカリウムの能動輸送を促進することで気孔を開口させるが、詳細なシグナル伝達は未解明である。本研究では、フォトトロピンと相互作用するプロテインキナーゼに着目して気孔開口における機能を解析し、シグナル伝達上の役割を明らかにした。植物特有の青色光受容体フォトトロピンは、光屈性、葉緑体運動、気孔開口等の青色光応答を仲介する。本研究では、フォトトロピンと試験管内で相互作用するプロテインキナーゼを網羅的に探索し、特に、気孔開口に関わる新しいフォトトロピンのシグナル伝達パートナーを明らかにすることを目的としている。本年度の研究により、全く異なるファミリーに属する三つのプロテインキナーゼ(A, B, C)がフォトトロピンと相互作用することが明らかとなり、遺伝子破壊株や阻害剤を利用し、青色光応答の表現型解析を進めている。このうち、Aの変異株やBの阻害剤を処理した植物では、青色光に応答した気孔開口が損なわれており、Cの変異株では青色光を照射しなくても気孔が開口することが明らかとなった。このことから、フォトトロピンがAとBを介して気孔を開口させ、Cを介してあまり開口しすぎないように調節している可能性が考えられた。これらの中でも、Aに関して特に詳細な解析を進め、Aが植物細胞内でもフォトトロピンと相互作用することが示された。また、フォトトロピンは気孔孔辺細胞において細胞膜H+-ATPaseを活性化して気孔を開口させるが、Aはフォトトロピンから細胞膜H+-ATPaseの活性化を引き起こすシグナル伝達には関係しておらず、全く新しい経路で働き、気孔開口を仲介することが明らかとなった。また、Bは遺伝子ファミリーを形成して重複して働くため、遺伝学的解析はあまり進んでいないが、Bの特異的阻害剤を利用することにより、Bが細胞膜H+-ATPaseを直接リン酸化して活性化し、気孔開口を正に調節するプロテインキナーゼである可能性が示唆された。以上のように、本研究の成果により、フォトトロピンによって仲介される気孔開口のシグナル伝達メカニズムが着実に解明されつつある。気孔は青色光に応答して開口し、植物と大気間のガス交換を調節する。気孔開口は、気孔を構成する孔辺細胞の青色光シグナル伝達により誘導される。この過程は、青色光受容体フォトトロピンがシグナル伝達を介して細胞膜H+-ATPaseを活性化し、K+の能動輸送を駆動することにより達成されるが、シグナル伝達の詳細は未解明である。そこで本研究では、フォトトロピンと相互作用するプロテインキナーゼに焦点を当て、これらのキナーゼの気孔開口における機能の特徴づけを行った。これまでに私は、CBL-interacting protein kinase (CIPK) 23をフォトトロピンの相互作用因子として生学的に単離した。CIPK23は、その変異株の表現型から気孔閉鎖の抑制因子と考えられていたが、気孔開閉におけるシグナル伝達上の役割は不明であった。本研究により、CIPK23はフォトトロピンの相互作用因子であり、変異株が青色光に応答した気孔開口を示さないことが明らかとなり、気孔開口を仲介する正のシグナル伝達因子であることが遺伝学的に証明された。さらに、cipk23変異株の孔辺細胞では、細胞膜H+-ATPaseは青色光に応答して正常に活性化されていたが、内向き整流性K+チャネルの活性が青色光照射下で低下している可能性が明らかとなった。これらの結果により、フォトトロピンが細胞膜H+-ATPaseを活性化するという既知のシグナル伝達以外にも、フォトトロピンがCIPK23を介してK+チャネルを活性化する新たなシグナル伝達経路の存在が示され、この経路も気孔開口に必要であることが示された。本研究の成果は、気孔開口メカニズム全貌の解明に貢献できるものである。植物生理学青色光受容体フォトトロピンと物理的に相互作用するプロテインキナーゼを3種得ることができ、それらがフォトトロピンが仲介する気孔開口に関与する結果を得ているため、実験計画に従っておおむね順調に進行していると考えられる。Bに関しては、遺伝学的な結果は得られていないが、それを補う説得力のある生化学的なデータが得られているため、現段階では十分な進捗状況だと考えられる。今後は、Aに関してどのように気孔開口を仲介するのか、これまでに明らかになっているシグナル伝達因子との関係性を遺伝学や物理的相互作用解析等で明らかにする。Bに関しては、細胞膜H+-ATPaseを直接リン酸化するのか、生化学的に明らかにする。Cに関しても、遺伝学を用いて気孔開口の負の制御因子であることを証明し、さらに、この変異株の孔辺細胞におけるフォトトロピンシグナル伝達がどのように変化しているのか調べ、このキナーゼが働くシグナル伝達上の位置を決定する。
非水系における酵素の新機能開発に基づく分子変換研究

有機溶媒中でリパーゼが行うアシル化においては、従来種々のエステル類が使用されてきた。特に反応を非平衡で行う工夫として、エノールエステル等の活性エステルが使用されてきた。本研究においては、酵素の新機能開発の観点から、先のアシル化剤とは大きく構造の異なるシリルケランを取り上げ、その適応範囲を検討した。これに続き、高効率アシル化剤として、四員環歪み構造と分子内エノールエステル構造を伴せ持つジケテンを検討したところ、細菌由来のソパーゼ、アマノPSを用いた場合、良好な反応速度をもって反応が遅行することが分かった。この際の選択性も極めて高く、従来主張されてきた酵素表面での非選択的触媒機構を否定することができた。残存アルコールと生成エステルが蒸留で容易に分離できることも本アシル化剤の大きな利点であり、今後広範な利用が期待される。光字活性β-ラクトンは、その構造が生理活性物質中に存在し、キラルビルディングブロックとして多様な反応に利用できるだけでなく、生分解性プラスチック原料としても注目されているが、その取得法としては現在限られたものしか報告されていない。今回、有機溶媒中でリパーゼを利用する開環的エステル交換反応で効果的に得られると考え、実験を開始した。ラセミ形基質はアルデヒドとケテンのルイス酸触媒付加で高収率で得られることが判明した。光学純度検定法も確立でき、それを利用して想定した反応を触媒する酵素を見い出すことができた。有機溶媒でリバーゼが行うアシル化においては、従来種々のエステル類が使用されてきた。本研究においては、酵素の新機能開発の観点から、先のアシル化剤とは大きく構造の異なるシリルケチン類を取り上げ、その適応範囲を検討した。シリルケチン類は既知の合成法に付随する問題点を克服し、新規な調製法を考察した。トリメチルシリンケチンを取り上げ、本物質をアシル化剤として機能する酵素を検索したところ、市販のカゼ由来リパーゼ「サイケン100」に良好な活性を見い出した。反応時間・反応溶媒等条件の最適化を実施し、一級アルコール・二級アルコールに限らず、三級アルコール,フェノール,官能基を有するアルコールさらにかさだかい糖誘導体,コレステロールまで、収率よくアシル化する方法を確立した。また、ケチン部の構造もさらにかさだかくしても、反応は円滑に進行した、以上のように、新規アシル化剤シリルケチンを酵素反応に導入でき、その触媒機能に新たな展開をもたらすことができた。酵素の有する立体識別能を発輝させ、光学活性体を調製する研究を現在進めている。次に、官能基を内包した、非可逆的アシル化剤を検索した。この特徴は、従来のアシル化剤とは異なった反応推進力を環のひずみエネルギーに求めるものである。酵素表面の触媒中心ではない官能基との望まれない接触から生じる副反応を、条件を至適化によってまねかれる工夫を現在行っている。本研究においては、酵素の新機能開発の観点から、先のアシル化剤とは大きく構造の異なるシリルケテンを取り上げ、その適応範囲を検討した。これに続き、対称性分子構造を有する環状酸無水物の酵素による不斉モノエステル化を実施した。環状酸無水物については、光学活性メバロノラクトン及びその類縁体(ホモメバロノラクトン、フルオルメバロノラクトン)を合成ターゲットとし、各種3位置換3-ヒドロキシグルタル酸無水物を系統的に合成した。酵素の選択は3-メチル体を用いて実施し、細菌由来のリパーゼ、アマノPSに良好な活性を見い出した。生成したモノエステルについては、そのエステル部を水素化ホウ素リチウムで還元した後、環化させてメバロノラクトンを良好な収率で得た。

その光学純度は光学活性なユーロピウムシフト試薬によるNMR検定で6070%であることが分かった。また、3位置換基を変化させ順次大きくさせていくと、反応性が減少し、またその立体選択性も著しく低下した。3位置換グルタル酸無水物について観測した以前の結果と今回の実験結果を考えあわすと、リパーゼの活性部位に収容されるには、グルタル酸無水物の3位置換基としては、少なくともひとつはメチル基よりも小さいものである必要があることが分かった。有機溶媒中でリパーゼが行うアシル化においては、従来種々のエステル類が使用されてきた。特に反応を非平衡で行う工夫として、エノールエステル等の活性エステルが使用されてきた。本研究においては、酵素の新機能開発の観点から、先のアシル化剤とは大きく構造の異なるシリルケテンを取り上げ、その適応範囲を検討した。これに続き、高効率アシル化剤として、四員環歪み構造と分子内エノールエステル構造を併せ持つジケテンを検討したところ、細菌由来のリパーゼ、アマノPSを用いた場合、良好な反応速度をもって反応が進行することが分かった。この際の選択性も極めて高く、従来主張されてきた酵素表面での非選択的触媒機構を否定することができた。残存アルコールと生成エステルが蒸留で容易に分離できることも本アシル化剤の大きな利点であり、今後広範な利用が期待される。光学活性β-ラクトンは、その構造が生理活性物質中に存在し、キラルビルディングブロックとして多様な反応に利用できるだけでなく、生分解性プラスチック原料としても注目されているが、その取得法としては現在限られたものしか報告されていない。今回、有機溶媒中でリバーゼを利用する開環的エステル交換反応で効果的に得られると考え、実験を開始した。ラセミ形基質はアルデヒドとケテンのルイス酸触媒付加で高収率で得られることが判明した。光学純度検定法も確立でき、それを利用して想定した反応を触媒する酵素を見い出すことができた。
ワークシェアの心理メカニズムの解明―ワークと報酬の二重性に着目して―

本研究では、集団心理研究の観点から、ワークシェアリングを分析し、その実現に有用な知見を提出することを目的としている。実際の仕事(ワーク)状況では、コスト(努力や仕事など)を支払い、他者の分も努力することが報酬(社会的評価や金銭的報酬など)となることがワークシェアを阻害するとの仮説(二重性原因仮説)を立て、研究をおこなっている。本年度は、これまでの成果を発表することを中心とした。主に、学会では、「相互独立協調性自己観と貢献-メンバーの能力差の影響-」と題し、相互協調的自己観と集団作業時における貢献について発表をおこなった。この研究は、「他者の分も努力することによる報酬」として他者からの能力評価を取り上げた前年度の研究を発展させたものである。前年度の研究結果から、「集団に貢献をおこなうことで、自分の能力について、他者からの評価が得られる可能性が高くとも、メンバーの間に能力差があるときには集団への貢献は高まらない」ことが見いだされた。今年度の研究では、「相互協調的自己観(関係の中で自己を捉える集団主義文化やアジアで優勢となる自己観)」を取り上げ、前年度の研究成果のような行動傾向が、欧米文化と日本文化で異なるのかどうかを探索的に調べた。実験をおこなったところ、相互協調的自己観の低い人(欧米的に自己を独立した存在としてみる欧米的自己観を持つ人)に関しては、前年度の研究成果と同じ傾向がみられた。一方、相互協調的自己観の高い人では、異なる結果がみられた。メンバーの間に能力差があるときにも、他者からの評価が得られる可能性が高い状況において、集団への貢献が高まることが示された。前年度の成果と統合すると、他者からの社会的評価は、集団への貢献を高めるインセンティブとなるが、その効果は東洋的文化圏の国でより強く、欧米的文化圏では限定的である可能性が示唆された。本年度実施したのは、監督者による能力把握の検討である。課題が自己の能力に関連するものである場合、自らが作業を多く負担すると、能力の提示という報酬を手に入れられる。そのため、監督者がメンバーの能力を把握している条件よりも、把握していない条件で自ら多くの作業を負担する、との予測を立て実験をおこなった。実験では、参加者は2名1組となり作業をしてもらった。まず、第1ステップでは、参加者の能力テスト課題をおこなった。監督者がメンバーの能力を把握していない群では、PC上の提示とし、実験者は結果を確認しなかった。次に、第2ステップでは、9個の小課題を2人で分担しておこなってもらうとした。そして参加者に自らと相手がおこなう課題数を決定してもらった。自らがおこなった課題数を主な指標とした。その結果、監督者がメンバーの能力を把握している群では、メンバーの能力差によって、自らの作業負担分が異なる傾向が見られた。この結果により、監督者に能力が把握されていない状況では、作業への貢献が報酬につながるものの、一度監督者に能力が把握されている状況では、特に能力の低いメンバーにとって、作業をすることが報酬とならない可能性が示唆された。以上の研究成果は、日本社会心理学会で口頭発表により報告された。
がん酸性環境がもたらすがん細胞の薬剤耐性獲得機序の解明と新規治療薬の開発

酸性環境は悪性腫瘍に共通して認められ、腫瘍の抗癌剤への耐性を惹起するが、腫瘍酸性環境を標的とする治療法は開発されていない。骨髄腫細胞ではセリンスレオニンキナーゼPim-2が大きく亢進し、酸性環境ではSIRT1の発現の亢進、癌幹細胞を含むside population分画の薬剤排出トランスポーター、乳酸を排出するモノカルボン酸トランスポーターの活性化もみられた。これらは、pim阻害薬ですべて抑制された。これらの病態を改善に導くため、本学薬学部が保有している構造の明らかな化合物ライブラリーを探索し、CucurbitacinBという物質が酸性環境で強力に抗腫瘍効果を発揮することを見いだした。本研究では、腫瘍酸性環境がもたらす腫瘍細胞や腫瘍前駆細胞のエピジェネティックな遺伝子発現の変化、生存に不可欠なシグナルや代謝および薬剤排出ポンプを含む輸送体の活性化の実態を解析し、酸環境による薬剤耐性と腫瘍幹細胞性の獲得機序を解明する。これらの解析から新規治療標的を同定し、また化合物ライブラリーから腫瘍酸環境での薬剤耐性を克服する治療薬の候補を探索し、酸性環境を標的としうるこれまでになかった新規治療薬を創出することを目的として研究を行っている。まず、本学薬学部が保有している構造の明らかな化合物ライブラリーを探索し、骨髄腫細胞株RPMI8226に対して酸環境下において強力な抗腫瘍活性を発揮する化合物を合計14種抽出した。そのなかでさらにスクリーニングを行い、cucurbitacinBが新規抗骨髄腫薬の候補と考えた。これはウリ科の植物に特に多く含まれる物質であり、現在、詳細な抗骨髄腫作用機序を検討中である。酸環境による薬剤耐性と腫瘍幹細胞性の獲得機序を解明する過程で、骨髄腫細胞でセリンスレオニンキナーゼPim-2が大きく亢進していることを見いだしていた。さらに酸性環境ではSIRT1の発現の亢進、さらに癌幹細胞を含むside population (SP)分画の薬剤排出トランスポーターBCRPの発現亢進がみられ、酸性環境形成の原因となる乳酸を排出するモノカルボン酸トランスポーター(MCT)の活性化もみられた。これらは、pim阻害薬の投与によりすべて抑制された。さらにpim阻害薬は酸性環境でより強力な抗腫瘍効果を発揮した。面白いことに、リンパ腫で頻用されているベンダムスチンという抗がん剤も酸性環境で抗腫瘍効果が増強した。さらに、これらの病態を改善に導くため、本学薬学部が保有している構造の明らかな化合物ライブラリーを探索し、酸環境下において強力な抗腫瘍活性を発揮しうる化合物を合計14種抽出した。このうち、CucurbitacinBという物質がin vitroで安定であり、酸性環境で強力に抗腫瘍効果を発揮することを見いだした。その作用機序をin vitroで検討したところ、タンパク合成の阻害作用がみられ、特にpim2の蛋白レベルを有意に低下させた。さらに、CucurbitacinBで処理した後の骨髄腫細胞ではコロニーアッセイでのコロニー形成がほとんどなくなったことから、がん幹細胞の分画にも抗腫瘍効果を及ぼしているものと推察された。さらに、マウスでin vivoで検討を行ったところ、有意に抗腫瘍効果を発揮した。以上より、pim2はがん酸性環境でcriticalな働きをしており、がん酸性環境に対する新規治療薬としてcucurbitacinBを見いだした。予備検討の結果に立脚して計画しており、現時点ではおおむね順調に進展している。今後は動物実験を中心に行っていく予定である。がん薬物療法学SP分画に対する傷害活性やコロニーアッセイにて自己複製能に対する影響を調べ腫瘍幹細胞の生存に及ぼす効果も検討し、候補薬の作用機序を検討する。さらに、酸環境下で強い抗腫瘍活性を示す独自に構造変換によって作成したPim阻害薬や薬学部ライブラリーから抽出した化合物の有用性を、腫瘍動物モデルで検証し、薬剤耐性を克服する副作用の少ない新規薬の創出に繋げる。予備検討がある程度進んでいたことおよび、ごく簡単なスクリーニング実験が大多数を占めていたこと、今年度は予定よりも旅費の削減ができたことなどから、次年度使用額が生じた。今年度は、得られた化合物の作用機序の検討を主に行う。in vitroではSP分画の詳細な検討や分子生物学的手法を用いた基礎的検討を行う。また、動物実験によりさらなる検証を行う。また、海外での学会発表も予定している。
膀胱平滑筋層間ASIC陽性細胞の膀胱伸展刺激受容における役割の検討

過活動膀胱に悩む患者が多数存在する一方、尿意を受容する機構は未だに不明な点が多い。私たちはこれまでに機械刺激受容体候補遺伝子である酸感受性イオンチャネル(ASIC: Acid Sensing Ion Channel)ファミリーを中心に解析を行ってきた。そのなかでASIC遺伝子が膀胱に発現すること、アフリカツメガエル卵母細胞をもちいた発現系において機械刺激によりASICファミリーを介した流入電流が増減することを見いだした。これらより、ASICを主なターゲットとした膀胱の尿意発生機構の解明を目指す。
低速度の車対歩行者衝突に関する研究

これまで自動車による歩行者事故においては,高速度(40km/h)における歩行者保護のみが考慮されてきた.本研究ではこれに加えて低速度での歩行者傷害について検討した.交通事故総合分析センターの事故例データを用いて,低速度の衝突時の歩行者の傷害発生状況を調べた.その結果,低速度であっても路面との衝突による頭部傷害の頻度や,車体との衝突による下肢傷害の頻度が高いことがわかった.低速度(20km/h以下)での歩行者衝突時の挙動,傷害メカニズムを再現することができる人体マルチボディシミュレーションモデルを作成した.1BOX車など前面形状が平坦な車による歩行者事故では,低速度であっても歩行者が車体前方に投げ出され,路面と衝突することによって傷害が発生することがわかった.特に頭部が路面と衝突した場合には,重篤な傷害につながる可能性がある.また,歩行者事故の事例をシミュレーションにより再現したところ,1BOX車との衝突であっても,歩行者は人体縦軸まわりの回転をともない車体前方に倒れるなど,歩行者は複雑な挙動を示すことがわかった.ミニバンのようにボンネットを持つ車では,頭部よりも腰部から落下する確率が高く,路面との衝突を防止するために有効な形状であることが示された.低速度での下肢傷害についても検討を行った.レッグフォームインパクタを車体バンパーに打ち出す実車実験を速度を変えて実施した.高速度では同等の傷害値であっても,低速度では大きな差がある場合があった.これらを人体有限要素モデルを用いて速度による下肢の衝撃応答を比較したところ,レッグフォームインパクタで傷害値に差がある場合でも,人体有限要素解析では骨の応力値,膝の曲げ角に大きな差は見られなかった.これらの結果から,低速度の歩行者衝突では,路面との衝突からの頭部保護が最も重要であり,それを防止するために有効な車体形状が存在することが示された。現在,高速度(40km/h)の車対歩行者事故は多くの研究がなされ,車による対策がなされている.しかし,低速度(20km/h以下)における,特に1BOX車など前面形状が平坦な車による歩行者事故は,歩行者が車体前方に投げ出され,路面と衝突することによって傷害が発生するため,防止することが困難と言われている.今年度は実際に発生した事故を数件,再現し,低速度の歩行者事故の特徴を検討した.その結果,低速度での歩行者の挙動は,これまで考えられてきたように高速度の事故と同様のものではなく,人体縦軸まわりの回転が無視できないことがわかった.また,車体との衝突による傷害は打撲程度であるが,頭部が路面と衝突すると重篤な傷害につながることが示された.これらの挙動を再現するため,歩行者のマルチボディシミュレーションモデルを開発した.各部の関節特性はボランティア実験のものを用いた.モデルに働く力や傷害値から,また,モデルの転倒移動距離を比較し,このモデルが歩行者事故再現としても利用可能であることを確認した.今後,このモデルに筋の影響を考慮し,組み込んでいくこととしている.車体のモデルについては,従来は形状を楕円体で作成していたが,これを詳細な形状を模擬したファセットモデルで表すことにより,詳細に人体の挙動を再現できることを確認した.これまで自動車による歩行者事故においては,高速度(40km/h)における歩行者保護のみが考慮されてきた.本研究ではこれに加えて低速度での歩行者傷害について検討した.交通事故総合分析センターの事故例データを用いて,低速度の衝突時の歩行者の傷害発生状況を調べた.

その結果,低速度であっても路面との衝突による頭部傷害の頻度や,車体との衝突による下肢傷害の頻度が高いことがわかった.低速度(20km/h以下)での歩行者衝突時の挙動,傷害メカニズムを再現することができる人体マルチボディシミュレーションモデルを作成した.1BOX車など前面形状が平坦な車による歩行者事故では,低速度であっても歩行者が車体前方に投げ出され,路面と衝突することによって傷害が発生することがわかった.特に頭部が路面と衝突した場合には,重篤な傷害につながる可能性がある.また,歩行者事故の事例をシミュレーションにより再現したところ,1BOX車との衝突であっても,歩行者は人体縦軸まわりの回転をともない車体前方に倒れるなど,歩行者は複雑な挙動を示すことがわかった.ミニバンのようにボンネットを持つ車では,頭部よりも腰部から落下する確率が高く,路面との衝突を防止するために有効な形状であることが示された.低速度での下肢傷害についても検討を行った.レッグフォームインパクタを車体バンパーに打ち出す実車実験を速度を変えて実施した.高速度では同等の傷害値であっても,低速度では大きな差がある場合があった.これらを人体有限要素モデルを用いて速度による下肢の衝撃応答を比較したところ,レッグフォームインパクタで傷害値に差がある場合でも,人体有限要素解析では骨の応力値,膝の曲げ角に大きな差は見られなかった.
アクティベーション・タギングを用いたアブシジン酸についてのシグナル伝達系の解析

本研究は、activation taggingによりアブシジン酸(ABA)のシグナル伝達系の解析を行うことを目的としている。対象としたABAの作用はタバコのプロトプラストの分裂阻害能であり、ABAによる阻害を受けずに分裂する変異株の選抜を目指した。以下、得られた成果を示す。1.タバコ葉肉細胞のプロトプラストを、調製後一週間目から段階的な濃度のABA存在下で培養したところ、0.3μMから生長阻害が認められ、30μMでほぼ完全に分裂が抑えられた。ABAを与える時期を遅らせると阻害効果が低下することが判明した。得られた結果より、ABA耐性変異株選抜用のABA濃度を100μMに決定した。2.調製後四日目のプロトプラスト(約40,000,000個)を、activation tagging用ヴェクター(pPCVICEn4HPT)を持つアグロバクテリウムと共存培養することにより形質転換後、ABAによる選抜を行った。アガロースに包埋後、約10日でABAを入れないコントロール区では無数のカルスが形成されたのに対し、ABA存在下で2クローンのABA耐性カルスが得られた。得られたカルスは、再分化が容易ではなく、最近になってようやく再分化体が得られつつある。十分な量の葉が得られるのを待ってプロトプラストのABA耐性能の確認を行い、またT-DNA近傍の遺伝子の回収などを行っていく予定である。
並列光顔認識システムのデータベースの改善による高性能化

本研究は、バイナリ光学素子を用いたハイブリッド並列光顔認識システムのこれまでの成果を踏まえ、認識率向上のためデータベースに個人平均顔の適用および多重光メモリ実現のための検討を加え、並列光演算の高性能化を図ることを目的とする。2年間に渡る本研究の主要な成果を以下に述べる。(1)平均顔を用いたデータベースの構築による認識率向上:データベース用顔画像として、あらかじめ撮影した数枚の個人顔写真により、ワイヤフレームを用いたマッピングを行い個人平均顔を作成した。さらに笑った顔、怒った顔など表情変化した平均顔を作り、5チャンネルの並列演算用として使用し、同時認識による高速化と90%を越す認識率が得られることを確かめた。(2)分散型データベースの構築による認識速度の向上:大量データベースを想定した顔画像検索のためカテゴリー分けとして(1)Garsonの顔指数(頬骨弓幅/形態学的顔高×100)と(2)3点顔指数(両瞳孔間中点/中点から口唇の距離、両瞳と口唇の3点なす角度)の2種類の顔指数を用い、200人の顔画像データベースの分布を作成した。その結果定義した2種類の顔指数によりデータベースを偏りが少なく5つの型に分散化することが可能であることを確かめた。さらに16年の経時変化のある顔画像データベースに対しても98%の再現性がある有効性と従来の認識速度を1/5以上に向上できる結果を得た。(3)フォトリフラクティブ光多重メモリの適用による読み出し速度の向上:ハイブリッドシステムの高速化のボトルネックであるメモリからのデータ転送スピードの向上をめざし、フォトリフラクティブ材料を用いたホログラフィック光多重メモリの採用の検討を行った。媒体として光感度が高く電圧を加える必要がなく実時間処理が可能なSBN単結晶を使用した。露光方式として角度多重を用い、He-Neレーザを光源とする記録条件の検討を加え、20チャンネルで6多重、合計120枚の顔画像の記録に成功し、顔認識システムへの適用の十分な可能性を得た。(4)セキュリティへの適用実験:犯罪捜査など取得条件が広範囲におよぶ顔写真を対象とする認識の検討を行い、2値化による前処理により照明条件、顔の大きさ、解像度などで本システムが優れたロバスト性を持つことを実験により確かめた。また(2)で述べた3点抽出による顔の正規化と切り出しの自動化を前処理に取り入れ、迅速性、再現性、操作性の向上をはかった。さらに犯罪捜査を想定し、数年間を経過した顔写真の大容量データベースと本システムとの間で並列演算を行い、80%の認識率を示す評価結果を得た。(5)並列相関器の小型化:実用実験のための試験器として持ち運び可能な大きさ(230mm×150mm×163mm)の光相関器を試作し認識評価実験が可能な状態となった。

(5)並列相関器の小型化:実用実験のための試験器として持ち運び可能な大きさ(230mm×150mm×163mm)の光相関器を試作し認識評価実験が可能な状態となった。本研究の目的は、バイナリ光学素子を用いたハイブリッド並列光顔認識システムのこれまでの成果を踏まえ、認識率向上のためデータベースに個人平均顔の適用および多重光メモリ実現のための検討を加え、並列光演算の高性能化を図ることである。平成10年度の主要な成果を以下に述べる。(1)並列演算用バイナリ光学素子の最適設計と試作:すでに高速演算用光学素子としてバイナリ化による高効率化の検討を行い、試作により実現している。この成果を踏まえ、アレイ増による並列度の向上と装置のコンパクト化のための短焦点化のための設計理論の構築を行った。また、この設計理論に基づき並列演算用素子の設計を行った。(2)多重光メモリの適用:ハイブリッドシステムにおける最大のボトルネックであるメモリからのデータ転送スピードの向上をめざし、フォトリフラクティブ材料を用いたホログラフィック多重メモリを採用した。媒体として光感度が高く、使い安いなどの特徴があり、すでにデジタルホログラムへの記録可能の実績を持っている強誘電性のSBNを使用した。露光方式として角度多重方式を用い20多重までの記録の可能性を得、顔認識システムへの適用の可能性を得た。(3)認識率向上のための平均顔を用いたデータベースの構築:データベース用顔画像として、あらかじめ撮影した数枚の個人顔写真により、ワイヤフレームを用いたマッピングを行い個人平均顔を作成した。さらに笑った顔、怒った顔など表情変化した平均顔を作り、表情変化した顔を5チャンネルの並列演算用として使用し、同時認識による高速化と90%を越す認識率が得られることを確かめた。(4)セキュリテイへの応用実験:犯罪捜査など取得条件が広範囲におよぶ顔写真を対象とする認識の検討を行い、2値化による前処理により照明条件、顔の大きさ、解像度などで本システムが優れたロバスト性を持つことを実験により確かめた。さらに犯罪捜査を想定し、数年間を経過した顔写真の大容量データベースと本システムとの間で並列演算を行い、80%の認識率を示す評価結果を得た。本研究の目的は、バイナリ光学素子を用いたハイブリッド並列顔認識システムのこれまでの成果を踏まえ、認識率向上のためデータベースに個人平均顔の適用および多重光メモリ実現のための検討を加え、並列光演算の高性能化を図ることである。平成11年度の主要な成果を以下に述べる。(1)平均顔を用いたデータベースの構築による認識率向上:データベース用顔画像として、あらかじめ撮影した数枚の個人顔写真により、ワイヤフレームを用いたマッピングを行い個人平均顔を作成した。さらに笑った顔、怒った顔など表情変化した平均顔を作り、5チャンネルの並列演算用として使用し、同時認識による高速化と90%を越す認識率が得られることを確かめた。(2)分散型データベースの構築による認識速度の向上:大量データベースを想定した顔画像検索のためカテゴリー分けとして(1)Garsonの顔指数(頬骨弓幅/形態学的顔高×100)と(2)3点顔指数(両瞳孔間中点/中点から口唇の距離、両瞳と口唇の3点なす角度)の2種類の顔指数を用い、200人の顔画像データベースの分布を作成した。その結果定義した2種類の顔指数によりデータベースを偏りが少なく5つの型に分散化することが可能であることを確かめた。