hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫の飛行制御の研究

昆虫は3億年に及ぶ自然淘汰の歴史に耐え抜いた信頼性と実績のある飛行制御システムを持っている。このシステムを細胞レベルからシステムレベル、さらに人工物による実証機レベルまで統一的に解明した結果、昆虫の持つ優れた制御メカニズムが細部に渡って定量的に明らかになった。すなわちはばたき運動をつかさどる神経ネットワークがどのように結合され、神経情報によって筋肉や羽がどのように動き、羽の周りの空気の動きや羽に働く空気力の変動が解明され、それらを統合した昆虫の動きの記述法が創出された。その運動のほとんどは外部から与えられた刺激に対する条件反射であると考えられ、それでいて極めて複雑巧妙な運動が可能である。このような飛行昆虫の制御応答システムを細胞レベルからシステムレベル、さらに人工物による実証機レベルまで統一的に解明する昆虫は3億年に及ぶ自然淘汰の歴史に耐え抜いた信頼性と実績のある飛行制御システムを持っている。本年度の研究はおおむね研究計画に沿って順調に進展した。河内研究室では、視覚刺激を利用して昆虫にはばたき運動の変化を誘発し、上下方向の空気力の変動と翼運動をテザート状態で計測し、その結果を伝達関数の形にまとめた。砂田研究室では、微小二重反転ロータを用いて外乱中での応答特性の改善を試行錯誤的に追及し、徐々に精度の良い応答特性を得ることができるようになった。得竹助教は昆虫と人工物の飛行特性の違いを調べるとともにマルハナバチの頭部に微小翼を取り付け、ハチのピッチング運動の安定限界と固有振動を調べた。劉研究室では昆虫の運動とCFDによる非定常空気力を連立させて解き、運動のある場合の空気力変動と従来の胴体固定の解析結果を比較した。神崎研究室ではテレメトリと光学的な形状計測により,飛翔筋活動と羽ばたき運動との関係を,完全な自由飛行で初めて明らかにした。また,飛行制御に必要な複眼からの視覚情報が,左右の舵取り指令を行う脳内構造へ投射する神経経路を,生理学的手法により明らかにした。下山研究室では昆虫サイズの羽ばたき機を試作し、ゴム動力と受動的制御の下で直線飛行させることに成功した。またこの時の羽の動き、胴体の動き等を光学的に計測し、受動的制御の下ではばたき飛行ができるメカニズムを明らかにした。河内研究室では,自由飛行中の昆虫に視覚刺激を与えて上下運動を誘発することに成功し,自由飛行中の周波数応答が計測できた。砂田研究室では,微小二重反転ロータを用いて外乱中での応答特性の改善を試行錯誤的に追及し,突風応答において安定性の改良を行った。得竹助教は昆虫と人工物の飛行特性の違いを調べるとともに,マルハナバチとチョウの飛行特性を調べた。劉研究室では大きさの異なる昆虫の飛行をシミュレーションにより解析し,レイノルス数や昆虫の生活環境の及ぼす影響を明らかにし,論文に纏めた。神崎研究室では,自由飛行中のスズメガの羽ばたき運動と飛翔筋の活動電位を同時に計測しだ結果,羽ばたき面の調節に2種類の飛翔筋のタイミングが関連することが明らかになった。また,脳からの指令神経情報を解析し,左石の複眼へ入力される視寛情報の演算により運動制御が行われていることが示唆された。下由研究掌では,昆虫の翅と同様に薄膜と翅脈から成るMEMS(Micro Electro Mecanical Systems)人工翅を試作し,この人工翅を取リ付けた羽ばたき試作機の飛行に成功し,これを用いて翅の弾性変形と飛行運動の関係を調べた。本年度の研究はおおむね研究計画に沿って以下のように順調に進展した。河内研究室では、自由飛行中の昆虫に視覚刺激を与えて上下運動を誘発し、自由飛行中の周波貌応答を世界で初めて計測することに成功した。自由飛行ではテザード飛行に比べて、姿勢角変化が無視できないことを見いだした。砂田研究室では、固定翼型の微小飛行体を開発し飛行試験を行った。その結果、機体の形状や飛行制御則の改善によって、5m/秒の風速まで、安定して飛行できることを実証した。得竹助教は昆虫と人工物の飛行特性の違いを調べた。また、砂田研究室に協力して、固定翼型の微小飛行体の制御則を考察した。劉研究室では大きさの異なる昆虫の飛行をシミュレーションにより解析し、レイノルズ数や昆虫の生活療境の及ぼす影響を明らかにし、論文に纏めた。昆虫は、従来考えられていたよりも、羽ばたき運動と羽の周りの空気流が多様であり、これまでの1昆虫に特化して昆虫全体を推定する研究方法が危ういことを明らかにした。神崎研究室では、スズメガの飛行制御に重要な羽の機械感覚の情報伝達経路を解析し、主要な経路全てで、食道下神経節への投射を確認した。この結果、機械感覚情報が視覚情報などと統合され、羽ばたき運動の調整を行うことが示唆された。

下山研究室では、昆虫の翅と同様に薄膜と翅脈から成るMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)人工翅の試作に世界で初めて成功した。そして翅脈の形状を変化させることによって、飛行中の羽の振り角変化の時間履歴を任意に与えることができることを見いだした。本年度の研究はおおむね研究計画に沿って以下のように順調に進展した。河内研究室では、デザード飛行と自由飛行の上下運動の制御則を比較して、無視しえない差異を実験的に見いだし、その原因を検討した。砂田研究室ではセンサーの数から生ずる飛行安定性を調べ、昆虫のセンサーの数の多さの役割を小型飛行体で実験的に解明した。得竹助教は砂田研究室とともに、昆虫の飛行環境を人為的に変化させ、定量的に制御則を明らかにした。劉研究室では、力学シミュレーションにより各種のパラメタが昆虫の飛行の動的安定性に及ぼす影響を明らかにした。神崎研究室では、昆虫の飛行制御に関わる神経系径路の詳細を調べ、視覚情報の役割について新しい知見を得た。下山研究室では、MEMS技術を利用して超小型微小圧力センサーを開発し、自由飛行中のチョウの羽の圧力変動の計測に成功した。以上の各研究室の結果を持ち寄り、人工物設計における回転翼と羽ばたき翼の優劣を議論し、また各自の研究計画と方法を検討した。本年度は最終年度であるので、各チームの成果を寄せ合い、相互に検討するとともに、統一的な研究課題として、昆虫の飛行制御の回転翼機、固定翼機に対する優劣を考察した。これらは日本航空宇宙学会第48回飛行機シンポジウムに特別セッションを設定し、本基盤研究の全研究者が参加して公表した。我々の発表に対し、セッション参加者から活発な質疑応答があり、研究成果の認知と深化が図られた。研究成果を総括すると、昆虫は突風応答に優れている可能性が高く、エネルギ効率や振動特性では回転翼機や固定翼機に劣っているということになる。各分担者の個別的な研究成果は研究計画に沿ってそれぞれ順調に進展し、その成果は各分担者から専門誌や学術書に活発に公刊された。そしてその努力は現在も継続中である。個別的な主な研究成果としては、自由飛行における昆虫飛行特性の推定法の確立とその推定結果、また流体力学、運動力学、構造力学を組み合わせた6自由度のはばたき翼シミュレーションの実施、飛翔筋と外骨格からなる筋骨格昆虫はばたきモデルの確立、MEMSセンサーによる自由飛行中のクロアゲハの羽ばたき翼に働く空気力分布の測定などがあげられる。この各分野における研究はいつれも世界で初めての研究成果であり、重要性が高い。昆虫のような生物の運動解析には、ここで試みた非線形性の高い複合的な解析方法が有効であることが確認された。さらにこれらの成果を統合すると、昆虫の持つ優れた飛行特性と、それらをもたらす詳細なメカニズムが明らかになった。
血清リポタンパク質酸性糖脂質の分子認識と接着

哺乳動物の血清リポタンパク質の主要構成糖脂質であるスルファチドの血液凝固阻害作用のメカニズムを明らかにすることを目的として研究を行った。外因性凝固系の測定法であるPT法を用いて血液凝固阻害作用を検討したところ、用いたtissue factorの量に応じて著明な血液凝固阻害活性が観察された。この結果からスルファチドは生体に投与した場合には血栓形成阻害剤として有効であること、さらに正常の哺乳動物の血清リポタンパク質の構成成分としては生体内で血液凝固阻害剤として重要な生理的役割を演じている可能性が示唆された。一方、スルファチドの血液凝固阻害作用のメカニズムを研究したところ、スルファチドはフィブリノーゲンと特異的に結合することが明かとなった。この結合によって両者は不溶性の沈降物を生成するが、この沈降物中のスルファチド及びフィブリノーゲンの組成を分析したところ、フィブリノーゲン1分子当りスルファチドが約400ケ結合していることがわかった。スルファチドは脂質であるので水溶液中ではミセルを形成してフィブリノーゲンと反応しているものと考えられた。そこで、スルファチドを生理食塩水に溶かしセファロースCL-4Bカラムによるゲル濾過を行ったところ、スルファチドは分子量約190万の球状タンパク質に相当する大きさでほぼ均一なミセルを形成していることがわかった。これらの結果から、スルファチドの血液凝固阻害作用はフィブリノーゲンに巨大なスルファチドのミセルが結合することによって、トロンビンがフィブリノーゲンに結合できないか、もしくはトロンビンの切断部位を遮蔽することによってフィブリンの生成を抑えているものと推定された。その結果、フィブリンが生成されず、最終的に血液凝固が阻害されるものと考えられた。
地域生活文化の比較学習を通した地域理解・自己理解の推進

地域の生活文化を通して、地理・歴史の理解を深めるとともに、地域理解を通して将来のキャリア形成につなげるため、地域と連携した課題学習を推進した。本研究では、これまでの学習活動をふまえながら、地域生活文化に関する学習課題について研究しながら地域理解・自己理解を深めた。具体的内容として、飛騨地方から東濃地方にかけて初夏に作られる「朴葉寿司」の特徴を明らかにしながらレポートや映像にまとめた。研究方法としては、地域史料調査、食材や調理方法についての聞き取り調査、県内高等学校へのアンケート調査などを通して、地域ごとの食材や調理方法の特徴や地域差を確認した。特に、聞き取りやアンケート調査によって、朴葉寿司の二種類の調理方法の分岐点の一つが下呂市内であることや、下呂市竹原地域で独特の朴葉寿司が食されていることを確認した。さらに本研究を通して民俗学者柳田國男が下呂を訪れた際、朴葉寿司を食したことや長野県木曽地方でも朴葉寿司が作られていることなど、今後の研究につながる課題を確認することができた。また、地域の伝説や昔話を題材にした創作物語の制作を行った。資料読解力を養い、物語の背景となった地域の歴史・風土を確認・比較しながら、文章表現を通した言語活動の充実を図ることができた。こうした学習活動における活動体験は、地域に生きる人々の思いや地域の魅力を再確認することにつながるとともに、自尊感情を高め、進路意識の向上に役立てることができた。また、生徒の作品は外部コンテストなどで下記のような評価をいただいた。・第10回地域の伝承文化に学ぶコンテスト(國學院大學・高校生新聞社主催)地域文化研究部門優秀賞・第8回全国高校生歴史フォーラム(奈良大学・奈良県主催)優秀賞・第18回デジタルアーカイブコンクール(岐阜女子大学主催)最優秀賞・平成26年度視聴覚作品コンクール(岐阜県社会教育視聴覚連絡協議会)県知事賞地域の生活文化を通して、地理・歴史の理解を深めるとともに、地域理解を通して将来のキャリア形成につなげるため、地域と連携した課題学習を推進した。・第10回地域の伝承文化に学ぶコンテスト(國學院大學・高校生新聞社主催)地域文化研究部門優秀賞・第8回全国高校生歴史フォーラム(奈良大学・奈良県主催)優秀賞・第18回デジタルアーカイブコンクール(岐阜女子大学主催)最優秀賞・平成26年度視聴覚作品コンクール(岐阜県社会教育視聴覚連絡協議会)県知事賞
メタ認知支援を埋め込んだPISA型ICTメディアリテラシー学習教材の開発と評価

本研究の目的ま、中学生,高校生を対象として,メタ認和支援を埋め込んだPISA型ICTメディアリテラシー学習教材を開発し,e-Learning教材としで活用することである。国際学会CATE2011に参加し,ICTメディアリテラシー研究の国際的動向を調査し,その知見を精査し,PISA型ICTメディアリテラシーの概念規定の検討を行った。その結果、PISA型ICTメディアリテラシーの評価には、自分のICTメディア活用や問題解決過程を振り返ることができるメタ認知能力の支援が不可欠であるとの結論に達した。そこで、「論理的思考を促す情報モラル学習教材開発研究(代表:官田)」での研究成果を再点検し,論理的思考力を育成するPISA型ICTメディアリテラシー学習教材で扱うべき指導項目を選定した。学習教材の開発に関しては,メタ認知支援を埋め込んだ思考支援のWeb教材を三段論法の検証を題材に再検討し、その知見を生かして,メタ認知支援を埋め込んだPISA型ICTメディアリテラシー学習教材を滋賀大学教育学部内のマルチメディア・コンテンツ・ラボの情報機器を活用し,次のようなテーマ内容で,Web教材の開発を行った。(1)三段論法課題の正誤判断におけるメタ認知支援,(2)パソコンを活用したハノイの塔問題の解決過程におけるメタ認知支援,(3)リカージョンの言語課題での解決過程におけるメタ認知支援。Wed教材を活用して、e-Lrarningにより学習者の問題解決過程を分析した結果、ビジュアルなリカージョン課題の問題解決過程でメタ認知支援の効果が認められた。
蕁麻疹とヘリコバクター・ピロリの関連性の研究(RASTの開発)

少なくとも6ヶ月以上,標準的治療に抵抗性の難治性皮膚疾患,計217例の抗H. pylori-IgG抗体を調べた。抗体陽性者を内科に紹介し,H. pylori陽性患者に,除菌治療を施行した.抗体陽性患者は,115名(53%)を占めた。内訳は,慢性蕁麻疹56%,皮膚そう痒症69%,貨幣状皮膚炎73%,多形慢性痒疹76%であった。本邦の無症候者の年代別抗体陽性率と比較すると,有意に高くはなかった。除菌成功後の有効率は,慢性蕁麻疹60%,皮膚そう痒症58%,貨幣状皮膚炎55%,多形慢性痒疹50%であった。慢性そう痒性皮膚疾患の中には,H. pylori持続感染が皮疹の病因あるいは難治化の原因の一つとなっている可能性を推定した。自然消退や抗菌藥の他の作用機序も否定できないが,少なくとも,除菌療法は,その効果から考えて,選択してもよい治療方法の一つと考えた。次に,H. pylori感染のI型アレルギーの関与を知るために,ELISA法で,慢性蕁麻疹およびアトピー性皮膚炎患者血清中の抗H. pylori-IgE抗体を測定した。抗H. pylori-IgE抗体陽性率は,慢性蕁麻疹で7.7%,アトピー性皮膚炎で18%であった。さらに,アトピー性皮膚炎において,抗H. pylori-IgE抗体価は,total IgE値と正の相関を示した.また,抗H. pylori-IgE抗体陽性群は,陰性群にくらべ,カンジダ,ピチロスポルム;トリコフィトンのRAST値が有意に,高かった。重症患者は,軽症患者にくらべ,抗H.pylori-IgE抗体価が有意に高かった。重症者の一部では,H. pylori感染との関連性を認め,悪化因子となっている可能性が示唆された。しかし,多クローン性にIgE抗体が産生された可能性も否定できない。また,RAST開発のため,抗H. pylori-IgE抗体陽性血清を用い,H. pylori固相作成を検討中である。6ヶ月以上標準的治療に抵抗性の慢性蕁麻疹患者を選定し,ELISAにより,抗H.pylori-IgG抗体を調査し,慢性蕁麻疹患者における陽性率を検討した。結果:IgG型抗体陽性率は,19名(54%)と半数以上を占めた。このうち14名に,H.pyloriの除菌療法を施行した。蕁麻疹への効果判定は,CR:4名(29%),PR:4名(29%),NC:6名(43%)であり,CR+PRは58%であり,H.pyloriと慢性蕁麻疹の関連性を示唆した。しかし,抗H.pylori-IgG抗体陽性例では,効果を示さない場合があり,発症機序に免疫応答特に,特異IgE抗体の関与に注目した。患者選定に,RAST開発が有用と考え,アレルゲンディスクの作成のために,慢性蕁麻疹患者の血清を用い,抗H.pylori-IgE抗体をELISAにより測定した。方法:患者血清を10倍希釈し,ウリネリザH.pylori-IgG測定キットの抗原プレートでインキュベート。キャップRASTFELA酵素標識抗ヒトIgE抗体で,一晩放置した。酵素反応を行い,FC96で蛍光強度を測定した。判定は,健常者検体5例のカウント平均値の2倍以上を陽性とした。結果:陽性者は1/13(7.7%)。また,成人型アトピー性皮膚炎では,4/32(12.5%),全身性皮膚そう痒症は,1/9(11.1%)であった。これらの陽性血清を用い,H.pyloriの固相キャップを作成中である。Pityrosporum,Saccaromycesなどの酵母との共通抗原が確認されたため,H.pyloriの蛋白部分に特異的なIgE抗体を保有している血清の収集を開始し,その血清を用い,H.pylori固相作成を検討中である。

次に,H. pylori感染のI型アレルギーの関与を知るために,ELISA法で,慢性蕁麻疹およびアトピー性皮膚炎患者血清中の抗H. pylori-IgE抗体を測定した。抗H. pylori-IgE抗体陽性率は,慢性蕁麻疹で7.7%,アトピー性皮膚炎で18%であった。さらに,アトピー性皮膚炎において,抗H. pylori-IgE抗体価は,total IgE値と正の相関を示した.また,抗H. pylori-IgE抗体陽性群は,陰性群にくらべ,カンジダ,ピチロスポルム;トリコフィトンのRAST値が有意に,高かった。重症患者は,軽症患者にくらべ,抗H.pylori-IgE抗体価が有意に高かった。重症者の一部では,H. pylori感染との関連性を認め,悪化因子となっている可能性が示唆された。しかし,多クローン性にIgE抗体が産生された可能性も否定できない。また,RAST開発のため,抗H. pylori-IgE抗体陽性血清を用い,H. pylori固相作成を検討中である。
ブドウ果実の成熟過程における果実軟化機構の分子細胞生物学的アプローチ

本研究は,ブドウ果実の成熟過程に起こる急速な軟化現象を細胞壁構造と細胞壁分解酵素遺伝子の発現から明らかにしようと試みたものである.その結果,ブドウ果実の内部の組織の違いにより軟化過程の速度もしくは構造変化が異なること,ベレゾーン期の急速な軟化は細胞壁のヘミセルロース,特にキシログルカンの低分子化によって起こるであることが明らかとなった.今後組換えタンパクなどを用いて詳細に調査する必要がある.本研究は,ブドウ果実の成熟過程に起こる急速な軟化現象を細胞壁構造と細胞壁分解酵素遺伝子の発現から明らかにしようと試みたものである.その結果,ブドウ果実の内部の組織の違いにより軟化過程の速度もしくは構造変化が異なること,ベレゾーン期の急速な軟化は細胞壁のヘミセルロース,特にキシログルカンの低分子化によって起こるであることが明らかとなった.今後組換えタンパクなどを用いて詳細に調査する必要がある.本年度の研究結果は、ブドウ果実の成熟過程のある特定の時期、ベレゾーン期に特異的に発現する遺伝子群をサブトラクトライブラリーよりスクリーニングした.これにより単離したキシログルカンエンドトランスグリコシダーゼ(VXET1)とエクスパンシン(Vlexb1)はベレゾーン期特異的に発現することを明らかにした.これらは、ヘミセルロースの架橋構造であるキシログルカンの分解に深く関与していることから、ベレゾーン期の急速な果実軟化はキシログルカンの分解によるもめと考えられた.また、果実内の組織部位別の糖含量の違いを調査したととろ、ベレゾーン期に外壁と内壁で糖含量に差が見られ、組織構遭の変化も観察された.さらに、これらの遺伝子の全鎖長をスクリーニングし、組換えタンパクの産生を試みている.XETの発現のため4種の大腸菌系発現ベクターを構築し、誘導を行ったが組換えタンパクの産生は見られなかった.また、シャペロンプラスミドを供発現したり、低温による誘導を行ってみたが、現在のところ組換えタンパクの産生には至っていない.平成20年度は酵母系の発現ベクターを用いて組換えタンパクの産生を試みる.平成20年度は,ブドウ果実から単離した細胞壁分解酵素遺伝子をもとに,組換えタンパクの産生を行うことを中心とした.ブドウ果実の成熟期間のある特定の時期(ベレゾーン)に起こる軟化は,ヘミセルロース中のキシログルカンの分解と低分子化が重要であることを明らかにし,鍵となるキシログルカンハイドロラーゼ活性をもつと考えられるVXET1を単離した.このVXET1の酵素特性を明らかにすること,またブドウ果実由来の細胞壁成分との反応性を調査するためには,組換えタンパクの産生は必要である.今回,大腸菌系発現システム,酵母系発現システムのいずれを用いてもVXET1の組換えタンパクは産生することカミできなかった.これまでに植物細胞壁分解酵素を組換えタンパクとして産生に成功した報告は少なく,我々も困難であった.しかし,無細胞系発現システムの利用によって,組換えタンパクを産生することに成功した.電気泳動の結果,目的のタンパクの産生が確認できた.しかし酵素活性を有するタンパクではなかった.今後さらに詳細に検討する必要がある.
フィードバック型音場再生システ厶の開発研究

ある空間の音場を異なる時間・場所に再現する音場再生システムについて,現代的な制御理論に立脚したうえでそのシステム構成手法と制御器の設計手法を開発し,その制御性能の向上を図った。本研究を通して新たに三つの音場再生システムを開発し,制御システムの小規模化,既往の音場再生システムにおいて問題点の一つであった音像方向定位の前後誤りの改善,および室温変化に伴う音響伝達特性の変動に追従可能な制御方式の実現という成果を得た。制御対象プラントを,ダミーヘッドあるいはリアルヘジードのHRTF(頭部伝達関数,Head Related Transfer Function)として,その適切なシステムモデル化の方法を検討した。計測・制御の分野において,線形システムの実測データを状態空間モデルとしてモデル化する手法として,特異値分解法と呼ばれる手法が開発されている。その特異値分解法をHRTFのモデル化に導入し,数値実験によってその数値特性を調べ,小規模かつ高精度なHRTFのモデル化を行うためのパラメータ値を求めた。これにより,既往のモデル化手法である極零モデルや共通極・零モデルに対して,より効率的なモデル化を行うことが可能となった。この成果は,音場再生システムの小規模化やより高精度な音場再生を行うことに貢献するものである。特異値分解法の導入により,非常に効率的なHRTFのモデル化が可能となったため,フィードバック制御システムではなく開ループ制御システムとして音場再生システムを構成しても,これまでよりも高精度な音場再生が可能となる見通しを得た。そこで,開ループ制御システムによって音場再生システムを実現する手法として,既往のFIRフィルタのみを使用したものではなく,HRTFの共通AR係数を用いた等化FIRフィルタとIIRフィルタを併用した音場再生システムを提案した。HRTFの共通AR係数は,共通極・零モデルのそれとした。IIRフィルタの係数は,非線形最適化手法によって求めた。数値実験により,既往のFIRフィルタのみを使用した音場再生システムに比べて,特に目標信号のディレイが小さい場合により高精度な音場再生効果が得られることが分かった。画像信号の再生も含んだバーチャルリアリティシステムを構成する際に,再生画像信号と再生音響信号の同期が必要となるが,この成果はそのような状況においてシステムの小規模化に貢献するものである。音場再生システムを構築する際に必要となる,ダミーヘッドまたはリアルヘッドのHRTF(頭部伝達関数,Head Related Transfer Function)のシステムモデル化の手法として,前年度に特異値分解法を用いた手法を提案した。本年度は,そのモデル化手法を用いたHRTFの零点の分析を通して,非最小位相零点の生じる周波数の予測式を新たに作成した。音源方向によるHRTFの変化は,非最小位相零点の変化によって特徴づけられる。そのため,音場再生システムによって音像を制御する際に,作成した予測式に基づいて非最小位相零点を変化させれば,HRTFの実測値などを使用せずとも,任意の連続した方向へ音像を定位させることが可能となる。この成果は,本研究で構築を目指している音響のバーチャルリアリティシステムにおいて,その運用における応用例を広げることに貢献するものである。また,音場再生システムの制御器の設計手法に関して,新たに制御誤差の時間波形を制御することが可能な逆フィルタ設計手法を提案した。音場再生システムを構築する際に,音響伝達系の逆フィルタを設計することが必要となるが,既往の最小二乗法に基づく手法では,制御誤差の時間波形を制御することができず,プリエコーのような歪みが生じる場合があり,聴感上問題となる。そこで,制御誤差の時間波形のサンプル値毎に異なる重みを乗じてから,最小二乗法で逆フィルタを設計することを試みた。その結果,重みを調整することにより制御誤差の時間波形を制御可能であることが分かった。この成果を応用することで,音場再生システムにおけるクロストークキャンセルの効果と音響伝達関数の等化の効果の二つのうち,どちらか一方の制御効果をより大きくするような制御が可能となる。それにより,音場再生システムの小規模化,あるいは聴取者の移動に対する制御システムのロバスト化に貢献する可能性がある。音場再生システムの制御器の設計手法に関して,クロストークキャンセルの効果を評価する制御誤差の時間波形と,音響伝達関数の等化の効果を評価する制御誤差の時間波形に異なる重みを乗ずることにより,どちらか一方の制御効果を強調できる制御器の設計手法を構築した。その設計手法を用いた音場再生システムを実現し,音像方向定位についての主観評価実験を行った結果,音響伝達関数の等化の効果を強調するような重み付けをして設計した制御器を用いると,音像の前後誤りが改善される傾向が見られた。さらに,ゲインスケジューリング制御(GS制御)理論を用いた,制御対象の変動に応じて制御則を自己調整することが可能な制御器の設計手法を構築した。これまで音場再生システムを構築する際には,制御対象となるHRTF(頭部伝達関数,Head Related Transfer Function)を時不変なものとして制御器を設計することが一般的であったが,実際にはHRTFは温度や湿度などに依存して時々刻々と変動する。

特に温度変化はHRTFのピーク・ディップ周波数の変動につながるため,音響伝達関数の等化を制御目的の一つとする音場再生システムにおいては,その制御性能が劣化する可能性がある。そこで,制御対象が観測可能なパラメータに依存するようなモデル化が可能な場合に有効な制御手法である,GS制御理論の音場再生システムへの導入を試みた。GS制御理論では,観測可能なパラメータの関数として制御器が実現されるため,適応アルゴリズムによる制御器の更新・収束計算などせずに,制御対象の変動に追従した制御効果が得られるという利点がある。室温が変化する場合を想定した音場再生システムの計算機シミュレーションを行った結果,GS制御理論を用いた音場再生システムでは,室温変化に伴う音響伝達特性の変動が生じている場合でも,制御性能の劣化が生じないことを確認できた。これまでに新たに提案した制御器に基づく音場再生システムについて,DSPを用いた試作制御システムの構築は終了しているが,その音場再生システムの実際の運用と物理的な性能評価がまだ不十分である。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度の研究計画では,構築した音場再生システムの主観的評価実験を主に行う計画であった。そこで,まだ不十分である物理的な性能評価実験を実施すると同時に,主観的評価実験を行うことを計画している。
非接触給電装置の自動設計技術の開発

本研究では、電磁誘導方式の非接触給電技術の最適設計計算手法の開発を目指した。この技術は小電力の家電製品から電気自動車に至るまで幅広い用途が考えられ、周波数の範囲も広い。検討は周波数帯域を数十kHz帯、数百kHz帯、数MHz帯に分けて行った。いずれの周波数帯においても、送・受電装置のメインとなるコイルのインダクタンスと抵抗の計算には有限要素法、FDTD法や理論計算を用い、回路計算はルンゲ・クッタ法を用いた。本研究の成果として、いずれの周波数帯においても実験結果とよく一致する計算結果が得られ、目的である送・受電コイル間距離を100mmとした場合に電力伝送効率が90%以上となる設計に成功した。本研究では、非接触給電装置の用途ごとに最適なコイル用導線の材質・種類、送受電コイルの構造や電源周波数の組み合わせを自動的に求める手法を開発することが目標である。このためには幅広い周波数帯域において妥当な非接触給電装置の解析結果を得る必要がある。本年度の研究において、1数十kHz帯、2数百kHz帯、3数MHz帯の非接触給電装置(送受電コイル)を試作し、入出力電流・電圧・電力や電力伝送効率の測定を行い、渦電流場有限要素解析(あるいはFDTD法)と等価回路計算(あるいはルンゲ・クッタ法)を組み合わせた自作の解析手法による結果と比較した。1数十kHz帯の非接触給電装置に関しては、実験結果と解析結果がよく一致することを示すことができた。また、電源と送受電コイル、負荷のみで回路を構成した場合には力率が悪い。各コイルに直列、あるいは並列にコンデンサを挿入することで力率、更には電力伝送効率が改善されることが知られているが、最適なコンデンサを計算で予測することに成功しており、この成果は国際会議(JSST2015)や電気学会電力・エネルギーフォーラム(第25回電磁界数値解析に関するセミナー)で講演している。2数百kHz帯の非接触給電装置に関しては、400kHz以下の周波数においては1と同様に実験結果と解析結果がよく一致し、力率や効率を改善するコンデンサの値を精度良く求めることができている。400kHz以上の周波数帯域や3数MHz帯の非接触給電装置に関しては、入出力電流・電圧・電力や電力伝送効率の実験結果と解析結果の差異は大きかった。ただし、有限要素解析やFDTD解析で求めたコイル定数はLCRメータで測定した結果とよく一致している。様々な用途の非接触給電装置を設計するための解析手法を提案するためには広い周波数帯域において実験結果と解析結果がよく一致しなければならない。当初の予定においては、1渦電流場有限要素解析、あるいはFDTD解析によるコイル定数の高精度計算、21で求めたコイル定数を代入した等価回路による高精度計算が可能と考えていた。上記1に関しては、いずれの周波数においても実験結果と解析結果はよく一致することが実証できた。しかし、上記2の等価回路による解析結果は400kHz以上になれば実験結果との差異が大きくなり、等価回路を見直す必要があると考えられる。このことは、当初に予定していないことであるが、この問題を解決しなければ、実験結果と乖離した計算結果となり、設計の現場で使用に耐えれるものにはならない。このため、当初の予定よりも若干遅れが生じている。本年度においては、検討してきたすべての周波数帯(数十kHz帯、数百kHz帯、数MHz帯)において、出力電力や電力伝送効率等の実験結果とよく一致する計算結果が得られる手法の開発、更には高電力伝送効率となる条件を求めることを目指した。数十kHz帯の非接触給電装置については前年度の研究から計算結果と実験結果は良く一致していたため、電気自動車の充電を想定して、送・受電装置(コイル)間の距離を100mm離した場合においても電力伝送効率が90%以上となることを目指し、計算を行った。その結果、導体径2mmのビニール絶縁電線から製作した内径87mm、外径約300mm(送電側コイルの巻数26、受電側コイルの巻数24)の送・受電コイルを用いることで電力伝送効率の計算結果は92.1%、実験結果は91.0%の結果となった。数百kHz帯については、前年度においては、実験結果と計算結果が一致する範囲は400kHz以下であったが、より広い範囲で一致させることに成功した。また、コイルの巻数や寸法について検討したところ、線径1mmのエナメル銅線から製作した巻数8、内径200mm、外径221.6mmの送・受電コイルにより、送・受電コイル間の距離を100mmとした場合において、実験結果、計算結果ともに電力伝送効率は90%程度の結果となった。数MHz帯については、線径0.8mmのエナメル銅線により1辺100mmの正方形、巻数を5とした送・受電コイルを製作し検討したところ、送受電コイル間距離を30mmとした場合でも電力伝送効率は70%以上となる実験結果が得られた。なお、上記のようにいずれの周波数帯においても計算により特性を予測するための時間は1つの状態において数十分程度であり、短時間に設計計算を行うことは可能である。また、力率・電力伝送効率を大きくするコンデンサのキャパシタンスを容易に求める方法も示した。

検討は周波数帯域を数十kHz帯、数百kHz帯、数MHz帯に分けて行った。いずれの周波数帯においても、送・受電装置のメインとなるコイルのインダクタンスと抵抗の計算には有限要素法、FDTD法や理論計算を用い、回路計算はルンゲ・クッタ法を用いた。本研究の成果として、いずれの周波数帯においても実験結果とよく一致する計算結果が得られ、目的である送・受電コイル間距離を100mmとした場合に電力伝送効率が90%以上となる設計に成功した。上記の【現在までの進捗状況】において、非接触給電装置の等価回路の見直しが必要と考えられたが、この原因は高周波帯域では浮遊容量が無視できないためと考えられた。このように考えた背景は、実際に回路にコンデンサを挿入した解析を行うことで解析結果が実験結果に近づくことを確認しているためである。平成28年度上半期においては浮遊容量を考慮した等価回路、あるいは浮遊容量を求める渦電流場有限要素解析やFDTD解析プログラムを作成し、高周波数帯域での解析精度を向上させる予定である。その後に、当初の予定通り、用途ごとに最適なコイル用導線の材質・種類、送受電コイルの構造や電源周波数の組み合わせを求めることを試みる予定である。数値電磁界解析前述のように、幅広い周波数範囲における非接触給電装置の基本的な構成による実験結果と解析結果の整合性を図るために時間を取ったため、実用的な検証に用いる蓄電池や整流回路部品の購入が遅れたためである。幅広い周波数範囲における非接触給電装置の基本的な構成による実験結果と解析結果の整合性を図ると同時に実用的な検証に用いる蓄電池や整流回路部品の購入を早急に行う予定である。また、当初の予定にある非接触給電装置の最適化計算に使用するパーソナルコンピュータを購入する予定である。
エリスロポエチンによる心筋梗塞再灌流後の冠循環改善効果についての研究

エリスロポエチンは腎性貧血の治療薬であるが、動物実験にて心筋梗塞の梗塞範囲の縮小効果があることが報告されている。本研究では、ヒトの心筋梗塞後に投与することによって、慢性期に冠動脈血流の改善がみられ、心筋梗塞の広がりを抑制するという結果が得られた。心筋梗塞後の心機能の低下から、心不全を発症する可能性が高いことが知られており、心不全の発症を未然に防ぐことは、心筋梗塞慢性期の患者のQOLの改善、医療費の抑制にもつながることが期待される。こうした点からも、本研究の臨床医療に対する貢献度は高いと考える。心筋梗塞再灌流療法成功例を対象に、EPO投与による微小循環障害の改善と慢性期心筋リモデリング抑制との関係を明らかにするための研究を、2012年10月から開始している。心筋梗塞発症12時間以内の心筋梗塞で再灌流療法成功に対し、再灌流療法直後にインフォームドコンセント取得後、エポジン(12000IU. 50ml)投与と、非投与(生理食塩水50ml)を無作為に割付し、冠動脈治療終了6時間以内に、一分間かけて静脈内投与を行った。入院中と4週間に1度の通院時に血液学検査を行い、多血症、臓器障害、電解質および血中EPO濃度のチェックを行う。再灌流24時間以内、7日目と8ヶ月目に心臓超音波検査を行い、心機能の基本的評価と安静時冠血流速度波形の計測を行う。7日目と8ヶ月目には、アデノシン三燐酸負荷による冠血流速度予備能計測を行う。再灌流後7日目と8ヶ月目に、MRI検査(ガドリニウム遅延造影検査、シネMRI検査)も行う。現在36症例の登録が終了しており、今後、評価項目として、心エコー検査:左室容量、駆出率、拡張機能、左房容量、拡張/収縮期冠血流速度、拡張期血流速度減衰時間、冠血流予備能、心臓MRI:シネMRIを用いた壁運動評価、遅延造影検査による壁深達度判定、心筋salvage area、myocardial obstructionの有無、血中VEGF濃度。副次評価項目:生存率、心血管事故の有無などについて、測定および評価を行う。2013年6月より、8が月後の追跡調査を行っている。結果を集積し、EPO投与が心筋梗塞急性期に及ぼす影響、血管新生促進因子と慢性期冠微小循環の関係、冠微小循環の改善効果と慢性期心筋salvageの関係(造影MRIを用いた検討)を明らかにする。心筋梗塞再灌流療法成功例を対象に、EPO投与による冠微小循環の改善と慢性期左室リモデリング抑制との関係を明らかにするための研究を開始した。2012年10月から心筋梗塞患者の登録を開始している。心筋梗塞発症12時間以内の心筋梗塞で、再灌流療法成功に対し、再灌流療法直後にインフォームドコンセント所得後、エポジン(12000 IU, 50ml)と非投与(生理食塩水50ml)を無作為に割付し、冠動脈治療終了6時間以内に、1分間かけて静脈内投与を行った。入院中と4週間に一度の通院時に血液学検査を行い、多血症、臓器障害、電解質および血中EPO濃度のチェックを行った。再灌流24時間以内、7日目と8ヶ月目に、心臓超音波検査を行い、心機能の基本的評価・安静時冠血流速度波形の記録を行っている。7日目と8ヶ月目には、ATP負荷による冠血流予備能計測を行う。再灌流後7日目と8ヶ月目に、MRI検査・シネMRI検査も行っている。現在25症例の登録が終了しており、今後、評価項目として、心エコー検査:左室量・駆出率、拡張機能、左房容量、拡張/収縮期冠血流速度、拡張期血流速度減衰時間、冠血流予備能、心臓MRI:シネMRIを用いた壁運動評価、造影MRIを用いての壁深達度判定、心筋salvaged area、myocardial obstructionの有無、および血中VEGF。副次評価項目;生存率、心血管事故の有無などについて、測定および評価を行う。2013年6月より、8ヵ月後の追跡調査を順次開始していく予定である。さらなる症例の登録を行っていく予定である。結果を集積し、EPO投与が心筋梗塞・急性期の冠微小循環に及ぼす影響、血管新生促進因子と慢性期冠微小循環の関係、冠微小循環の改善効果と慢性期心筋salvageの関係(造影MRIを用いた検討)を明らかにしていく予定である。腎性貧血の治療薬として用いられているエリスロポエチン(EPO)を心筋梗塞患者に投与し、その後の冠動脈に与える影響について、心臓超音波検査で冠動脈血流予備能を測定した。また、心筋梗塞発症一週間後の血管内皮前駆物質の血中濃度の測定も行った。さらに慢性期の効果を判定するために、心臓超音波検査を用いて、8ヵ月後の左室のサイズ、収縮機能を計測、MRIを用いて、梗塞サイズ、壁深達度を計測した。全症例において、薬剤投与、経過観察期間が終了し、副作用は一切、認めていない。結果、急性期には、EPO投与群と、非投与群において、冠血流予備能に差は認められなかったが、8ヵ月後には、EPO投与群において、冠血流予備能の改善が認められた。心筋梗塞のサイズについては、両群間で、有意な差は認められなかったものの、MRIで調べた心筋梗塞の壁深達度においては、EPO投与群において、心筋梗塞の壁深達度が浅い傾向があった。

このことから、EPOを心筋梗塞急性期に投与することは、心筋梗塞患者の、冠動脈微小循環を改善させ、ひいては、冠動脈閉塞による、心筋梗塞の垂直方向の拡がりを、抑制する働きがあることが示唆された。こうした結果をまとめ、国内における学会で、発表を行った。この際、活発な討論が行われ、それらの意見を参考に、現在、論文を作成中である。エリスロポエチンは腎性貧血の治療薬であるが、動物実験にて心筋梗塞の梗塞範囲の縮小効果があることが報告されている。本研究では、ヒトの心筋梗塞後に投与することによって、急性期および慢性期に冠動脈血流の改善がみられるかどうか、心筋梗塞の範囲の縮小が認められるかどうかを検討した。急性心筋梗塞40例に対し、心筋梗塞発症日に経静脈的にエリスロポエチンの投与を行ったところ、急性期には、エリスロポエチン投与群と非投与群の間で、冠血流予備能に差はなかったものの、8か月後にはエリスポロエチン投与群において、冠血流予備能の改善が認められた。また、造影MRI検査にて、慢性期の心筋梗塞のサイズには差がなかったものの、心筋梗塞の壁深達度は浅い傾向があった。尚、エリスロポエチンは腎性貧血に投与する場合と同量を単回投与したが、多血症や塞栓症などの合併症も認められなかった。以上の結果から、心筋梗塞急性期にエリスロポエチンを経静脈的に投与することは冠微小循環を改善させ、心筋梗塞の垂直方向の病変の広がりを抑制する働きがあることが示唆された。心筋梗塞後の心機能の低下から、心不全を発症する可能性が高いことが知られており、心筋梗塞の広がりを抑制し、心不全の発症を未然に防ぐことは、心筋梗塞慢性期の患者のQOLの改善、医療費の抑制にもつながることが期待される。こうした点からも、本研究による医療業界に対する貢献度は高いと考える。こうした結果をまとめ、国際学会で発表を行った。その後、議論を行い、推敲を重ねたのち、論文を執筆し現在投稿中である。本研究では、ヒトの心筋梗塞後に投与することによって、慢性期に冠動脈血流の改善がみられ、心筋梗塞の広がりを抑制するという結果が得られた。心筋梗塞後の心機能の低下から、心不全を発症する可能性が高いことが知られており、心不全の発症を未然に防ぐことは、心筋梗塞慢性期の患者のQOLの改善、医療費の抑制にもつながることが期待される。こうした点からも、本研究の臨床医療に対する貢献度は高いと考える。一年間の延長を申請した。現在、論文作成が進行中であり、本年度中に、投稿予定である。循環器内科現在、論文作成が順調に進行中であり、本年度中に、投稿予定である。患者登録は終了し、経過観察を行っている。順調に患者登録を行い、症例の蓄積を行えている。患者の登録が、当初の計画よりも遅れたことにより、学会発表や論文作成も、予定よりも遅くなりました。現在36例の登録が終了しており、今後、8ヵ月後の追跡調査を順次行う。現在25症例の登録が終了しており、今後、8ヵ月後の追跡調査を行う予定である。さらなる症例の登録を行っていく予定である。結果を集積し、EPO投与が心筋梗塞・急性期の冠微小循環に及ぼす影響、血管新生促進因子と慢性期冠微小循環の関係、冠微小循環の改善効果と慢性期心筋salvageの関係(造影MRIを用いた検討)を明らかにしていく予定である。海外発表の旅費として使用します。登録患者数が予定に満たなかったため、当初の予定よりも、延期になりました。現在、登録は終了し、follow-upのデータを集積する必要があります。
脳機能と神経機構の関係の解明を目的とした神経細胞モデルによる変化点検出問題

動物の脳が実現する機能の中で、餌や天敵の出現などといった「変化」を素早く検出する能力は重要な機能の1つである。外界の変化は脳内で神経スパイクの平均発生頻度(発火率)の変化として符号化、伝達されることが知られているが、脳がこの発火率の変化をどのような機構を用いて検出しているかは分かっていない。そこで私はまず、もっとも単純な脳内の変化検出機構として、脳内情報処理の最小素子である単一の神経細胞を想定し、神経細胞の検出装置としての性能を理論的に考察することを着想した。我々はまず、神経細胞の入出力モデルとして標準的なleaky integrate-and-fire(LIF)モデルを採用した。変化を伴った入力信号を受けるLIFモデルが、スパイクと呼ばれる鋭い波形の電気パルスを出力する瞬間を変化の検出と考える。このモデルには膜時定数、発火閾値という2つの神経パラメータが存在するため、LIFモデルの変化検出装置としての性能を評価するためにはそのパラメータを検出に最適な値に設定しなければならない。我々は標準的な性能評価指標のもと、確率微分方程式の理論を駆使して、最適なパラメータを高速に探索できる数学的アルゴリズムを開発した。このアルゴリズムを用いて神経細胞モデルの検出装置としての性能を解析したところ、統計学的に最適な検出方法と同程度の性能を実現できることが明らかとなった。また、発火率に雑音が混じる、或は発火率が複数回変化する、というような、より現実に近い設定での検出性能を解析したところ、神経細胞モデルは統計学的に最適な検出法より頑強に機能し、多くの状況で統計学的手法より高い性能を誇ることが明らかとなった。さらに我々は、検出性能を最大化するモデルパラメータ値が、現実に脳内の神経細胞が有する値に極めて近いことを示した。以上により、我々は個々の神経細胞は単体で優れた変化検出装置として脳内で機能できることを証明した。この成果により、脳内の変化検出機構が少数の細胞で実現できることが理論的に保証されたことになる。外界の変化は脳内で神経スパイクの平均発生頻度(発火率)の変化として符号化、伝達されるが、脳がこの発火率の変化をどのような機構を用いて検出しているかは分かっていない。そこで我々は、脳内の変化検出機構として単一神経細胞を想定し、神経細胞の検出装置としての性能を理論的に考察した。我々はまず神経細胞モデルとしてleaky integrate-and-fire (LIF)モデルを採用し、このモデルが持つ2つのパラメータを変化検出に最適な値に設定する手法を開発した。この手法を用いて神経細胞モデルの検出装置としての性能を解析したところ、統計学的に最適な検出法と同程度の性能であることが明らかとなった。また、発火率に雑音が混じる、或は発火率が複数回変化する、というより現実に近い設定での検出性能を解析したところ、神経細胞モデルは統計学的に最適な検出法より頑強に機能し、多くの状況で統計的手法より高い性能を誇ることが明らかとなった。さらに我々は、検出に最適なモデルパラメータ値が、現実に脳内の神経細胞が有する値に非常に近いことを示した。以上の結果は、神経細胞が優れた変化検出装置として脳内で機能していることを示唆する。この事実は、脳内の変化検出機構が少数の細胞で実現できることを意味し、脳機能の解明への大きな一歩である。また、非常に単純で計算コストの低いLIFモデルで高い検出性能を実現できるという結果は、ニューラルネットによる信号処理システムの構築に役立てることができると考えられる。

以上により、我々は個々の神経細胞は単体で優れた変化検出装置として脳内で機能できることを証明した。この成果により、脳内の変化検出機構が少数の細胞で実現できることが理論的に保証されたことになる。
養育者-子ども間相互行為における責任の文化的形成

本研究では,相互行為における応答の力が基礎となり,子どもと養育者の双方が責任を徐々に発達させると考えて,責任が文化的に形成される仕組みを探求した.具体的には,(1)乳児の規則性を用いた行動の相互調整,(2)初期音声コミュニケーションにおける音楽性,(3)乳幼児によるエージェンシーの表示と解釈,(4)相互行為としての模倣活動という4つの研究テーマについて,さまざまな文化的集団(日本,アジア・アフリカの諸民族,米国など)におけるデータの収集・分析を行った.本研究では相互行為における応答の力が基礎となり,子どもと養育者の双方が責任を徐々に発達させると考えて責任が文化的に形成される仕組みを探求する.(1)乳児の規則性を用いた行動の相互調整,(2)初期音声コミュニケーションにおける音楽性,(3)乳幼児によるエージェンシーの表示と解釈,(4)相互行為としての模倣活動について検討を進めている.本研究では,相互行為における応答の力が基礎となり,子どもと養育者の双方が責任を徐々に発達させると考えて,責任が文化的に形成される仕組みを探求した.具体的には,(1)乳児の規則性を用いた行動の相互調整,(2)初期音声コミュニケーションにおける音楽性,(3)乳幼児によるエージェンシーの表示と解釈,(4)相互行為としての模倣活動という4つの研究テーマについて,さまざまな文化的集団(日本,アジア・アフリカの諸民族,米国など)におけるデータの収集・分析を行った.本研究の目的は,相互行為における応答の力が基礎となり,子どもと養育者の双方が責任を徐々に発達させると考えて,責任が文化的に形成される仕組みを探求することである.本年度は,まず日本国内において乳幼児がいる家庭の定期訪問を開始した.訪問先ではフィールドノートをとるとともに,ビデオカメラで養育者-乳幼児間の身体的相互行為,初期音声コミュニケーション,やりとり活動,模倣活動に関する映像資料を得ている.映像資料から書き起こしを作成し,さらに注目する行動・状態の分析を進めている.また,上記のデータを用いて研究代表者と研究協力者で定期的にデータセッションを行い,分析の妥当性の検討を行っている.さらに,これまで収集してきたサンの養育者-乳幼児間相互行為のデータを用いて以下の検討を行った.近年の赤ちゃん研究は,母子間相互行為を社会システムが形成される過程だととらえている(Kaye,1982;Tomasello,1999).ここでいう社会システムは,個々のメンバーが相手の行動を予期できることおよび共通の目的をもつことを要件としている.しかし私の調査データによれば,乳児が他者の意図を理解するずっと以前から養育者は乳児を養育活動の枠組みに巻き込もうとしている.乳児は近接する文脈に応答し,その参与の形式は月日を重ねるにつれて質的に変化していく.この見方をとれば,文化は心の中に構築されるシステムではなく,子供と他者が協働して社会的な意味を実現する,行為の組織だといえる.これらの研究成果の一部はアメリカ人類学会,日本発達心理学会,研究代表者が主催した国際シンポジウムMicroethnography of Child Care across Cultures等で発表された.また本研究プロジェクトのホームページおよび調査に参加した乳幼児の保護者に向けた報告書を作成中である.本研究の目的は,相互行為における応答の力が基礎となり,子どもと養育者の双方が責任を徐々に発達させると考えて,責任が文化的に形成される仕組みを探求することである.平成20年度は,まず前年度に引き続き日本国内において乳幼児がいる家庭11軒について定期訪問を行った.訪問先ではビデオカメラで養育者-乳幼児間の身体的相互行為,初期音声コミュニケーション,やりとり活動,模倣活動に関する映像資料を蓄積している.この映像資料から書き起こしを作成し,さらに注目する行動・状態の分析を進めている.また,上記のデータを用いて研究代表者と研究協力者で月に一度のペースでデータセッションを行い,分析の妥当性を検討している.こうした分析に基づいて以下の検討を行った.双方向のやりとり活動を可能にする条件には,(1)共同化された行為の協応,(2)連鎖のイニシアティブの知覚,(3)多人数による養育者-乳幼児間相互行為(CCI)における意味のトライアンギュレーション,(4)相互行為におけるテリトリー性の理解などがある.様々な文化の子どもは,対人的な相互行為に直面する時,これらを資源として相互理解を達成する.これが相互行為の参与者が行為の意味を交渉する基盤となる.システムとしての家族はこうした意味の交渉の歴史の上に成り立つ.さらに現地調査により収集したサンのCCIのデータを用いて,定住化に伴う離乳の早期化が多年齢からなる子ども集団の活動に及ぼす影響について分析した.これらの研究成果の一部はアメリカ人類学会及びIASCL(海外研究協力者との共同企画),日本発達心理学会(国内研究協力者との共同企画),研究代表者が定期的に主催する「責任の文化的形成セミナー」(海外・国内研究協力者との共同企画)等で発表された.また調査への参加者に向けた報告書を作成し,保護者に配布するとともに本研究プロジェクトのホームページに掲載した.本研究の目的は,相互行為における応答の力が基礎となり,子どもと養育者の双方が責任を徐々に発達させると考えて,責任が文化的に形成される仕組みを探求することである.平成21年度はまず前年度に引き続き日本国内で乳幼児がいる家庭11軒の定期訪問を行った.訪問先では養育者-乳幼児間の身体的相互行為,初期音声コミュニケーション,やりとり活動,模倣活動に関する映像資料を収集している.また米国及びアジア・アフリカ諸国でも上記に対応する映像資料の収集を行った.

さらに責任形成における人類学的な基盤及びそれに基づくヒトの特徴を探るために,飼育下にある大型霊長類の映像資料の収集も開始した.これらと並行して,収集された資料のデジタル化・整理・分類も進めている.また研究代表者と研究協力者は,上記の映像資料の書き起こしに基づいて月に12度のデータセッションを行ってきた.平成21年度は特に,自然な相互行為の過程における記憶の意味について集中的に検討した.子どもたちの記憶は,はじめは行為連鎖に埋め込まれた身体的なものである.その後,行為が記憶によって生みだされるメカニズムがこれに重なる.同時に,相互行為の流れの中で起動する予期の範囲は次第に拡がっていく.これを反映して,相互行為の流れの乱れに対する応答は感覚運動シェマの繰り返しから,他者による次の行為を見ながら待つ,文化的に許容されうる行為を創発的に展開するといったものに変化する.これは次第に複雑化する相互行為の連鎖組織において適切に振る舞うことを可能にする.さらにこうした過程を通じて,子どもたちは世代を超えて文化的に特異な活動を継承,再創造することが可能になる.研究代表者と研究協力者はこれらの研究成果の一部をICISやAAACIG,日本発達心理学会や日本赤ちゃん学会,研究代表者が定期的に主催する「責任の文化的形成セミナー」等で発表した.また調査参加者に向けた報告書を作成し,保護者に配布するとともに本研究プロジェクトのホームページに掲載した.本研究の目的は,相互行為における応答の力が基礎となり,子どもと養育者の双方が責任を徐々に発達させると考えて責任が文化的に形成される仕組みを探求することである.平成22年度はまず日本国内で乳幼児がいる家庭10軒(乳幼児は計28名)の定期訪問(平成19年度から継続中)を行い,養育者-乳幼児間の身体的相互行為,初期音声コミュニケーション,やりとり活動,模倣活動に関する映像資料を収集した.また米国及びアジア・アフリカ諸国でも上記に対応する動画資料を収集した.さらに責任形成における人類学的な基盤を探るため,大型霊長類の動画資料の収集もH21年度から継続して行っている.これらと並行して収集された資料のデジタル化・整理・分類を行うとともに,動画資料の書き起こしに基づいて月に12度のデータセッションを行ってきた平成22年度は特に,ものの受け渡しを可能にする相互行為的条件について集中的に検討した.乳児は生後9ヶ月頃から他者の意図の理解が可能になるのと前後してものの受け渡しが可能になる.そこで,意図の理解との関わりに注目しながらものの受け渡し場面における発話や身振りのつらなりを分析し,これを可能にする以下の相互行為的な条件を明らかにした.(1)受け渡しを始める側がイニシアティブをとる.(2)期待された応答がない場合は,相手の注意をガイドしてやりとりを修正する.