hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
確率的ソーシャルネットワーク理論の体系化

これらの成果は当該研究課題の主要な目的に直接的に関連したものであり,交付時の研究実施計画を十分に達成していると考えられる.【研究実績の概要】の項でも説明した通り,当該年度は確率的ソーシャルネットワークシステム上の統計的近似計算理論を構築に成功し,道路交通ネットワークに対する確率的ソーシャルネットワークモデルの構築にも成功した.これらの成果から当該年度の成果は交付申請時の研究実施計画を十分に達成しているものと判断される.当該年度は道路交通ネットワークに対して一定の成果を挙げた.今後の研究方針の主軸は,提案した道路交通ネットワークに対する確率的アプローチをさらに学術的に深化させることと,そこで培う技術を道路交通ネットワーク以外のソーシャルネットワーク問題へと転用することと考えている.今後の研究方針としては以下のように計画している.まず交付申請時の研究実施計画に則り,確率的ソーシャルネットワークモデルに対する統計的大規模システム解析によるシステムの定性的・定量的評価解析の手法開発に着手し,実際の確率的ソーシャルネットワークモデル(例えば既に定式化している交通ネットワークモデル)に適用してその統計的な性能を調べることが一つの研究推進の柱である.またそれとは別に,本年度に開発した新しい近似計算アルゴリズムの理論の深化と統計的機械学習理論への転用も重要な柱の一つとして見据える.このアルゴリズムはまだある程度限定された範囲でしか使用することができないため,開発手法の一般化が今後の推進においては必要不可欠になるためである.数値シミュレーション用ワークステーションの購入を検討していたが,当該年度中の納期が間に合わなかったため,その分で次年度使用額が生じた.次年度使用額により数値シミュレーション用ワークステーションを購入し,平成26年度に行う予定の研究計画と併せて実施予定である.研究計画自体に変更はなく,当初の予定通りに計画を進める.購入を予定していた大規模数値シミュレーション用計算機の納期が平成24年度内に間に合わず研究費に未使用額が生じたが、平成25年度に当該計算機を購入し,平成25年度行う予定の研究計画と併せて実施する。研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
健康関連行動決定遺伝子とその健康指標に及ぼす影響に関する予防医学的研究

公立の医療機関の全面的な協力を得て、多発大腸腺腫200例、対照群150例の協力を得て、患者対照研究の疫学研究デザインで、遺伝・環境要因の解析を行った。対象者のうち、患者群に対しては、遺伝子型については、主治医を通して各個人にその結果と意味について通知と説明を行った。生活習慣については、自記式の質問紙を用い、遺伝子型としては、ADH2,ALDH2,CYP1A1,GSTM1,GSTP1,NAT2等の遺伝子型決定を行い、環境要因との交互作用の検討を行いつつある。多発大腸腺腫においては、喫煙と飲酒が強く発症リスクと関連している可能性が示唆された。さらに、ALDH2遺伝子型によって、飲酒の大腸腺腫発症リスクが異なる、遺伝子-環境交互作用が弱いながらも示唆されている。申請者らが健康管理に関与している職域集団の全員約700名を対象として、事前にインフォームドコンセントが得られた対象者について、健康行動関連遺伝子型の解析を行った。対象者に対して、アルコール感受性、飲酒行動、その他の健康関連行動、性格特性、ストレス度等のアンケート調査を実施した。とくに問題飲酒行動と関連する遺伝・環境要因の解析を行った。ストレスの指標としては、最近注目されている努力-報酬不均衡(ERI)モデルを用いた。また、問題飲酒行動の指標としては、これも世界的によく用いられている、CAGE、AUDITという2つのスケールを用いた。ERIモデルによって評価されたストレスレベルと問題飲酒行動とが、有意な関連を示すという知見が得られた。公立の医療機関の全面的な協力を得て、大腸ポリープ200例、対照群150例を目標として、患者対照研究のデザインで、遺伝・環境要因の解析を行いつつある。対象者のうち、患者群に対しては、遺伝子型については、主治医を通して各個人にその結果と意味について通知と説明を行う予定である。生活習慣については、自記式の質問紙を用い、最後にスタッフにより確認する方式で行っている。遺伝子型としては、ADH2、ALDH2、CYP1A1、GSTM1、GSTP1、NAT2等の遺伝子型決定を行い、環境要因との交互作用の検討を行う予定である。申請者らが健康管理に関与している職域集団の全員約700名を対象として、事前にインフォームドコンセントが得られた対象者について、健康行動関連遺伝子型の解析を行う。対象者に対して、アルコール感受性、飲酒行動、その他の健康関連行動、性格特性、ストレス度等のアンケート調査を実施する。また、同じ対象者に対して、アセトアルデヒドの可逆的および非可逆的付加体量、染色体変異、NK活性、Th1/Th2バランスなどの健康指標の測定を行う。これまでに、500名余りの対象者より同意を得て、質問紙調査およびADH2、ALDH2などの遺伝子型調査を進めている。ボランティアにおいて、飲酒前および飲酒後15時間の血液中ヘモグロビン結合アセトアルデヒドおよび唾液中のアセトアルデヒド濃度の変化を測定し、その変動に関わる遺伝・環境要因を明らかにする。特にアルコール感受性と強く関連しているALDH2遺伝子型との関連を明らかにする。現在、これらの解析が進行中である。公立の医療機関の全面的な協力を得て、多発大腸腺腫200例、対照群150例の協力を得て、患者対照研究の疫学研究デザインで、遺伝・環境要因の解析を行いつつある。生活習慣については、自記式の質問紙を用い、遺伝子型としては、ADH2,ALDH2,CYP1A1,GSTM1,GSTP1,NAT2等の遺伝子型決定を行い、環境要因との交互作用の検討を解析しつつある。多発大腸腺腫においては、喫煙と飲酒が強く発症リスクと関連している可能性が示唆されている。さらに、ALDH2遺伝子型によって、飲酒の大腸腺腫発症リスクが異なる、遺伝子-環境

交互作用が示唆されている。申請者らが健康管理に関与している職域集団の全員約700名を対象として、事前にインフォームドコンセントが得られた対象者について、健康行動関連遺伝子型の解析を行った。対象者に対して、アルコール感受性、飲酒行動、その他の健康関連行動、性格特性、ストレス度等のアンケート調査を実施した。本年度は、とくに問題飲酒行動と関連する遺伝・環境要因の解析を行っている。ストレスの指標としては、最近注目されている努力-報酬不均衡(ERI)モデルを用いている。また、問題飲酒行動の指標としては、これも世界的によく用いられている、CAGE、AUDITという2つのスケールを用いた。ERIモデルによって評価されたストレスレベルと問題飲酒行動とが、一定の有意な関連を示すという知見が得られてきている。引き続き、遺伝子型の解析を行い、遺伝子-環境交互作用の解析を進めている所である。公立の医療機関の全面的な協力を得て、多発大腸腺腫200例、対照群150例の協力を得て、患者対照研究の疫学研究デザインで、遺伝・環境要因の解析を行った。対象者のうち、患者群に対しては、遺伝子型については、主治医を通して各個人にその結果と意味について通知と説明を行った。生活習慣については、自記式の質問紙を用い、遺伝子型としては、ADH2,ALDH2,CYP1A1,GSTM1,GSTP1,NAT2等の遺伝子型決定を行い、環境要因との交互作用の検討を解析しつつある。多発大腸腺腫においては、喫煙と飲酒が強く発症リスクと関連している可能性が示唆された。さらに、ALDH2遺伝子型によって、飲酒の大腸腺腫発症リスクが異なる、遺伝子-環境交互作用が弱いながらも示唆されている。とくに問題飲酒行動と関連する遺伝・環境要因の解析を行った。ストレスの指標としては、最近注目されている努力-報酬不均衡(ERI)モデルを用いた。ERIモデルによって評価されたストレスレベルと問題飲酒行動とが、一定の有意な関連を示すという知見が得られた。
定量的計算資源としてのランダムネス:効率的利用法の開発と限界の解明

ネットワークを流れて次から次にやってくる膨大なデータに対する効率的計算が可能なのはどのような場合か?このような『ストリーム計算』と呼ばれる計算モデルにおいて、重複データを特定する問題を解析した。アルゴリズムが使えるランダムビット数と計算に必要なメモリー量のトレードオフを数学的に解明することに成功した。この他にもいくつかの具体的計算課題において計算に必要なランダムネスの量を解明すること成功した。関連する回路計算量の問題についてもいくつかの興味深い結果を得ることに成功した。次の条件を満たすn文字置換の集合Sの最小サイズを考察した。任意の3文字x, y, zはSにおいて3!=6通りすべての順番で出現する。最小サイズS(n)について2log_2nの上界を与え,さらにlimS(n)/log n (n-->infinity)の存在を示した。否定ゲートの数をタイトに制限した回路によるパリティ計算とインバーター構成問題を考察し,回路のサイズに関する新しい下界を示した。入力がソートされている場合については使用できる否定ゲートの数と回路の最小サイズとの関係を完全に決定づけた。ひとつのパスで入力を左から右に順番に読むというストリーム計算モデルでの重複アイテム特定問題を考察し,記憶容量が0(log n)に制限される場合パスの数がOmega(logn/loglog n)必要であることを示した。kトニックな0/1列に対するインバーター、すなわち各入力ビットの否定を出力する回路に関して回路のサイズ、深さ、用いる否定ゲートの数に関して効率的なものの構成を与えた。次の3つの計算シナリオにおいて、ランダムネスなどの必要な計算資源の量を主によい下界を示すことにより解明した。研究結果は、2つの学術雑誌論文と4つの国際会議論文として発表した。(1)ストリーム計算:ストリームに出現するduplicateを探知する計算が小さな記憶容量では不可能であることを示した。(2)否定限定計算:否定ゲート数を限定する回路によるインバーター、パリティを計算する場合の回路の最小サイズを詳しく決定した。また、k-トニック列に対する効率的インバーターの構成法を与えた。(3)最小サイズフォーミュラ: 2のべキ乗個の変数のパリティを計算する最小サイズフォーミュラが本質的に一意に決まることを示した。(1)具体的ブール関数の回路計算量に対する下界で、現在知られている最良のものは、Lachishらによる5nである。研究代表者は、Lashishらの枠組みの中の関数でサイズ5nの回路で計算できるものを構成することに成功した。これにより、Lachishらの枠組みから導き出せる下界の限界が5nであるという意外な結論が得られた。(2) NOTゲートを少ない数だけしか用いないという制限下でのサイズと深さがともに小さいインバーター回路の構成に成功した。(3)ストリームに出現する重複アイテムを特定する計算に必要なランダムネスと計算領域について、研究代表者は平成19年度LNCS4484において新結果を発表した。この結果は注目を集め、2009年1月のSODAO9においてRadhakrishnanらが新たな関連結果を発表した。さらなる展開のために研究代表者は彼らとの共同研究を進め予備的結果を得ることに成功した。
社交不安におけるコルチゾール反応の回復を促進する心理学的方略の効果検討

社交場面における他者からの観察,他者との交流,および他者からの否定的評価に対する顕著な恐れを特徴とする「社交不安」を示す者においては,不安を喚起する社交場面の経験後に,社交不安の維持に関与するストレスホルモンであるコルチゾール反応の回復がみられにくいことがこれまで明らかにされてきた。しかしながら,このコルチゾール反応の回復を促進するための具体的な方略に関してはこれまでほとんど検討されてこなかった。そこで,本研究では,社交不安を示す者におけるコルチゾール反応の回復を促進する心理学的方略の効果について検討することを目的とする。本研究は,社交場面に対して生じる生理的ストレス反応(コルチゾール反応)の回復の阻害と関連する思考様式である,社交場面についての回顧的思考(Post-event processing;PEP)を低減する心理学的方略がコルチゾール反応の回復に及ぼす影響を検討することを目的としている。この目的の達成のために,今年度は予備的研究として,(a)PEPを測定する質問紙尺度の作成,(b)PEPに拮抗する心理学的方略であるディストラクション方略の効果の実験研究による検討,(c)次年度に実施予定のセルフ・コンパッション方略の効果の検討のための予備実験,を実施した。まず,(a)について,海外で標準化されているPEPの測定尺度であるPost-Event Processing Inventory(PEPI)を作成者の許可を得て邦訳し,その尺度特性の検討を行った。社交不安症の臨床群に相当する者を含むサンプルを対象としたWebベースの調査の結果,日本語版PEPIは,おおむね原版と同様の尺度特性を示し,適切にPEPへの従事の程度が測定可能であると判断された。当該の研究成果は次年度に学会発表予定であり,国際学術雑誌に投稿予定である。次に,(b)について,大学生を対象とした実験を実施した結果,社交不安の程度が比較的低い者においては,ディストラクション方略は社交場面経験後のコルチゾール反応の回復を促進したが,社交不安の程度が比較的高い者においてはこのような効果はみられなかった。当該の研究成果は国際学術雑誌に投稿予定である。そして(c)について,実験設備を整備するとともに実験のプロトコルを作成した。当初の予定通り,次年度の実験実施のための予備的研究,および実施の準備が整えられたため。次年度は今年度準備を行った実験を実施してデータを取得する。そして,取得が完了し次第,データ解析および論文執筆を行ない,次年度内に論文投稿を完了することを目指す。
東アフリカ諸国のコーヒー産地をめぐる地域経済圏に関する実証的研究

本研究計画では、タンザニア北部高地のキリマンジャロ・コーヒー産地を中心的な調査対象地域とした。国際的・国内的な要因によるコーヒー生産者価格の下落という近年の状況に対して、地域全体を統合するような広域の地域経済圏の形態での対応は発見できなかった。地理的分断、居住する民族集団の相違、行政的区分、農産物流通組織の相違等の要因によって、同地域は45の山地-平地という組み合わせの下位地域に細分され、それぞれが別個にコーヒー価格の下落に対応している。メル山地域においては近隣都市の野菜・乳製品等の需要増大に応じて、中核的なコーヒー栽培地域において作目転換・畜産重視という変化が見られた。キリマンジャロ山地域には複数の下位地域区分が存在するが、コーヒーの差別化・流通改革をめざす地域、平地部でのトウモロコシ・米生産を重視する地域等の対応の差が見られた。また、北パレ山塊においては、建設ブームによって山麓にある都市部で人口増大が著しいのに対して、コーヒー産地である山間部では過疎化が進行しつつあることが明らかになった。比較対照のためにとりあげたルワンダ、エチオピアでは、タンザニア北部高地では見られない対応が行われていた。ルワンダにおいては、コーヒー産地は最も人口稠密であり、また有利な換金作物を栽培できる地域であるために、ルワンダの他地域では見られない分益小作制が発生しつつあった。また、エチオピアにおいては協同組合がフェアトレードやオーガニック・コーヒーという差別化に巧みに対応し、民間業者と互してコーヒー流通を担い続けていた。両国の事例は東アフリカにおけるコーヒー経済の存在形態の違いを浮き彫りにしており、本研究計画のめざした比較研究の必要性が改めて確認された。2004年5月の第1回研究会では、本年度の研究計画と「地域経済圏」の概念規定について討議し、地域経済学、人文地理学等における先行研究を踏まえつつも、既存の概念を安易に援用するのではなく、実証研究に基づき現地の実情に即した新たな概念構築をめざすことで合意した。この分析枠組みに関する認識を深めるため、タンザニア北西部とタンザニア北東部メル山域のコーヒー産地を対象とした先行研究の輪読会を、第2四半期から第3四半期に実施した。コーヒーは儀礼等にも用いられ社会的な意味が付与されていることも念頭に入れておく必要があること、近年のコーヒー価格の下落という比較的短期の変動要因だけでなく人口増加による農地規模の縮小という長期変動要因も含めて生業多様化の態様を把握する必要があることが、明らかとなった。第2四半期から第4四半期にかけて、タンザニア、ルワンダならびにケニアにおいて、実態調査を実施し、2005年3月に調査結果の報告と次年度計画の打ち合わせを行った。実態調査から、コーヒー産地である山間部から平地の主要幹線道路に至る通年で利用可能な道路網は十分に整備されていないこと、そのために定期市を媒介とする交易圏や山村・平地村の交流は相対的に小地域で完結していること、コーヒー産地の一部では畜産や蔬菜栽培が盛んであること、コーヒー畑を含む耕地の所有権がかなり先鋭な問題となりつつあることが判明した。本年度は、タンザニア北部・中部、ルワンダ、ケニア等において現地調査を行った。中心的な調査対象地であるタンザニア北部のキリマンジャロ・コーヒー産地において複数の研究者が精力的に調査した結果、同地域全体を覆うような組織化の動向は検出できなかった。長期的なコーヒー価格下落下でコーヒー生産量が減少しているという同一の傾向を示しながらも、域内のメル山域、キリマンジャロ山域、パレ山域でそれぞれ独自の対応がなされているものと推定される。本年度第4四半期に実施した調査報告会では、以下のような動向が紹介された。野生動物の宝庫である国立公園への玄関口となっているアルーシャ市に隣接したメル山域では、3種類の対応が見られた。

コーヒー生産にあまり適していない低地部では食糧作物の商品化への転換が行われており、中核的なコーヒー生産地であった中腹地帯でも蔬菜生産や酪製品への転換が進んでおり、そのような転換が行えない交通の便の悪い高地においてコーヒーへの依存度が高まりつつあった。キリマンジャロ山地域は昨年には旱魃の被害が著しく、久々のコーヒー価格の高騰を享受できない状況であった。長期的にみても、同地域の主食作物である料理用バナナを大都市に提供する農業へと転換がなされつつある。北部パレ山域においてはコーヒーに代わる有力な農産物が見あたらず、山間部のコーヒー産地では人口減少を経験しており、低地の県庁所在地の都市部を中心に展開されつつある学校・診療所建設ならびに民間住宅ブームが経済をかろうじて支えていた。また、上記の調査報告会においては、ルワンダのコーヒー産地において、分益小作制が拡大しつつあるという、今後その原因について考察する必要がある興味深い調査結果も報告された。本年度は本研究計画の最終年度にあたり、タンザニア、ルワンダ、エチオピアおよびザンビアにおいて資料収集ならびに農村調査を実施した。本年度の調査結果を含む3ヶ年の研究成果を踏まえて、2006年8月にタイ国バンコクにおいて、近畿大学農学部およびカセサート大学経済学部と共催で、Perspectives of Alternative Commodities Chain : Production, Trade and Consumptionという標題の国際研究集会を開催し、タイ、インドネシア、ラオス、台湾、タンザニア、日本から20数名の研究者が参加した。本研究計画からは研究代表者の池野、研究分担者の島田、上田が参加し、またタンザニアのコーヒー産業に造詣の深いN.E.Mwamba博士(ダルエスサラーム大学経済研究所)を招聘した。国際研究集会においては、本研究の研究成果に対して東南アジアならびにアフリカ農村研究者、フェアトレード専門家等から、貴重なコメント・助言を受けた。この研究集会での報告要旨をもとにして、African Study Monographs誌にAfrican Coffee Economy at the Crossroadsと題する特集号(第35号)を組み、タンザニアのキリマンジャロ関連の論文3本、ルワンダ1本、エチオピア1本の論文集を収録し、2007年3月に公刊した。さらに、研究代表者、研究分担者4名、研究力者2名の論文を収録した科学研究費補助金研究成果報告書を作成した。研究成果報告書においては、タンザニアのキリマジャロ地域においては広域の地域経済圏が成立せず、内部でいくつかの下位地域社会経済圏が機能していること、エチオピアでは民間業者に互して協同組合が活発に活動していること、ルワンダのコーヒー産地では特異な小作制度が発生しつっあることが明らかにされ、各国でコーヒー経済の態様が異なることが実証研究により証明され、本研究計画でめざした東アフリカ諸国での比較研究の必要性が確認された。
セラミックス・高分子・金属複合構造を有する傾斜機能バイオマテリアルの創製

貴金属合金を大気中の高温(700800°C)で酸化した場合、Cuが酸化し、外部酸化層(酸化皮膜)と内部酸化層が形成する。高温酸化で形成された内部酸化粒子を酸洗いで除去すると合金表面にミクロなスポンジ構造が形成する。この構造にレジンを含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる。本研究では、合金表面のスポンジ構造を利用して異なる材料を複合化し、セラミックス・高分子・金属から構成される傾斜機能層を構築し、新たなバイオマテリアルを創製し、臨床応用を研究目的とした。これまでに、申請者らは、合金表面にスポンジ構造を創製し、その構造にハイドロキシアパタイトを湿式法でコーティングする方法を開発した。さらにアパタイトを焼結することによって、アパタイトと合金を強固に結合できる。本研究では、異なる素材を複合化し、傾斜機能を有する新たなバイオマテリアルを創製した。内部酸化層の構造は卑金属成分の種類と量によって変化することが明らかになっているが、スポンジ構造を合金表面に創製する場合、卑金属成分としてCuのみを含む貴金属合金が適した合金であることが判明した。そこで平成16年度では、Cu濃度を変えた金合金を製作し、Cu濃度とスポンジ構造の変化について検討した。また、酸洗い後、合金表面の組成がAu-richに改質することがXPSの分析で明らかになった。そこで貴金属の接着を強化するプライマーを応用して、その効果を調べたところ、25%接着強さを強化できた。さらに臨床応用を目的として、本研究で開発したスポンジ構造に歯冠用硬質レジンを築盛し、レジン前装クラウンを製作した。また、同様の方法を応用して白色のメタルクラスプを製作するとともに、低溶陶材の焼成にも成功した。以上のごとく本法を審美修復物製作に応用できることを明らかにした。今後、さらに臨床応用に向けた研究を推進する予定である。この構造に樹脂を含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる。内部酸化層の構造は卑金属成分の種類と量によって変化することが明らかになっている。しかし、Cuとともに、InとSnを添加した場合、内部酸化粒子が針状に発達し、酸洗いで充分に除去できないことが判った。これらの結果から、内部酸化と酸洗いを組み合わせてスポンジ構造を合金表面に創製する場合、卑金属成分としてCuのみを含む貴金属合金が適した合金であることが判明した。初年度においては、主に高分子・金属複合構造を有する傾斜機能構造の構築に研究の主力を傾注した。すなわち、Au-Pt-Pd-Cu合金について、スポンジ構造の形態変化に及ぼすCuの添加量(10%、20%、30%)の影響を調べた。これらの金合金を大気中で、800°C、1時間加熱し、高温酸化によって内部酸化粒子を形成させた。酸化層の垂直断面をSEM・EPMA(日立、X-650)で分析した。市販の酸洗い液(石福、金・パラクリーナー^<【○!R】>)を用いて、外部酸化層および内部酸化粒子を溶解した。酸処理後の合金組成をXPS(ESCA-850、島津)で分析した。

金属接着プライマーとして、チオリン酸系(METALPRIMERII^<【○!R】>、G-C)を塗布後、接着性レジン(Super-Bond^<【○!R】>、サンメディカル)を接着させた。同様に断面をSEM・EPMAで分析した。スポンジ構造へのレジンの侵入は顕微レーザラマン分光分析装置(NR-1800,日本分光)で分析した。傾斜構造の結合強さは、機械的結合と化学的結合の要素に分離して評価した。その結果、Cuの添加量の増加に伴って、内部酸化粒子の発達が著しくなった。SEMによって、酸洗後に内部酸化粒子が完全に除去されることが確認できた。さらに合金表面に形成されたスポンジ構造にレジンが侵入していることが顕微レーザラマン分光分析で確認された。高分子・金属複合構造における結合強さについては、機械的結合と化学的結合が複合した場合、38MPaであった。機械的結合のみの場合では19MPa、化学結合のみの場合では24MPaであった。複合構造の強さにおける機械的結合と化学的結合の寄与が明らかになった。今後さらに、(1)インプラント構造体への応用、(2)焼付陶材用メタルコーピングヘの応用、(3)金属複合構造への応用の領域は研究を発展させる予定である。貴金属合金を大気中の高温(700800°C)で酸化した場合、Cuが酸化し、外部酸化層(酸化皮膜)と内部酸化層が形成する。高温酸化で形成された内部酸化粒子を酸洗いで除去すると合金表面にミクロなスポンジ構造が形成する。この構造に樹脂を含浸させ、レジンと金属の機械的結合を高めることができる。内部酸化層の構造は卑金属成分の種類と量によって変化することが明らかになっている。しかし、Cuとともに、InとSnを添加した場合、内部酸化粒子が針状に発達し、酸洗いで充分に除去できないことが判った。これらの結果から、内部酸化と酸洗いを組み合わせてスポンジ構造を合金表面に創製する場合、卑金属成分としてCuのみを含む貴金属合金が適した合金であることが判明した。本研究では、合金表面のスポンジ構造を利用して異なる材料を複合化し、セラミックス・高分子・金属から構成される傾斜機能層を構築し、新たなバイオマテリアルを創製し、臨床応用を研究目的とした。初年度においては、主に高分子・金属複合構造を有する傾斜機能構造の構築に研究の主力を傾注した。すなわち、Au-Pt-Pd-Cu合金について、スポンジ構造の形態変化に及ぼすCuの添加量(10%、20%、30%)の影響を調べた。これらの金合金を大気中で、800°C、1時間加熱し、高温酸化によって内部酸化粒子を形成させた。酸化層の垂直断面をSEM・EPMA(日立、X-650)で分析した。市販の酸洗い液(石福、金・パラクリーナー^<【○!R】>)を用いて、外部酸化層および内部酸化粒子を溶解した。酸処理後の合金組成をXPS(ESCA-850、島津)で分析した。金属接着プライマーとして、チオリン酸系(METALPRIMER II^<【○!R】>、G-C)を塗布後、接着性レジン(Super-Bond^<【○!R】>、サンメディカル)を接着させた。
脳内ＳＲＦコファクター切替えによるＡｒｃ転写制御：機構解明とＡＳＤ創薬基盤構築

神経活動は、神経細胞内の遺伝情報の取り出し(遺伝子発現)をコントロールし、脳の働きに関係する分子の量を調節する。Arcは、シナプスで機能する分子であり、その遺伝子の発現制御機構を理解することは創薬基盤の構築に繋がる。本研究では、転写因子SRFに結合するMKLのうち、MKL2がArc遺伝子活性化に中心的役割を担うことを明らかにした。また、MKL2の新規分子種であるSOLOISTが種々の最初期遺伝子の発現を活性化することを明らかにした。現在、マウス個体レベルにおけるSOLOISTの機能を遺伝子組換え動物作製により検討中である。また、MKL1, MKL2の抗体を作製した。さらに、SOLOISTコンディショナルKOマウスの作製は、キメラマウスの作製までの過程まで進んだ。神経活動により一連の遺伝子発現が活性化する。その中でも神経系最初期遺伝子に属するactivity-regulated cytoskeleton-associated protein (Arc)遺伝子は、神経活動や脳由来神経栄養因子(BDNF)により発現が誘導される。前年度には、BDNFによるArc遺伝子発現誘導がMKL2のRNA干渉により抑制されることを報告した。本年度は、クロマチン免疫沈降法により、MKL1およびMKL2がArc遺伝子プロモーターに結合しているかどうかを検証した。その結果、MKL1とMKL2が結合している可能性を示唆する予備的結果を得たが、再現よく結果が得られるかどうか検証しているところである。また、我々が新たに同定したMKL2アイソフォームSOLOISTがArc遺伝子発現誘導を起こすかどうかについて検証を行った。ホタルルシフェラーゼをレポーター遺伝子として調べた結果、MKL2アイソフォーム1, 3, SOLOISTは、Arc遺伝子プロモーター活性化を引き起こしたが、内在性Arc遺伝子活性化能についてはSOLOISTが最も高いことが明らかとなった。したがって、SOLOISTがArc遺伝子のクロマチン制御をコントロールする可能性が考えられた。さらに、キメラマウスの作製まで進行していたSOLOISTノックアウトマウスは、germline transmissionの確認をしているところである。1.SRFコファクターの切替えによるArc遺伝子転写の分子機構、2.Arc mRNA発現とArc遺伝子プロモーター上のSRF転写因子複合体構成変化の追跡前年度にArc遺伝子活性化におけるMKL2の関与を示すことができたが、MKL2が内在性Arc遺伝子プロモーターに結合するかどうかを検証するクロマチン免疫沈降法の条件検討が難航した。現在も再現性をとる試みを行っているところである。一方でSOLOISTが高い内在性Arc遺伝子活性化能を有していることが明らかになった。これは、MKL2アイソフォームが異なった機能を有しており、特にSOLOISTがクロマチン制御による遺伝子発現に積極的に関わっていることを示唆している。この点では、研究が進展している、今後の発展が期待される。3.SOLOISTコンディショナノックアウトマウスの作製前年度には、キメラマウスの作製に成功したが、Germline transmissionが未だに確認できていない。Germline transmissionが確認されないと、ヘテロマウスやノックアウトマウスの作製が困難であるため、実験が難航している。脳内遺伝子発現は、神経機能分子の供給源として記憶学習に不可欠であり、その破綻が神経疾患発症の一因になっている。申請者らは、転写因子SRFとそれに結合するSRFコファクターであるMKLに着眼し、その機能の解明する研究を実施している。本研究実績として、神経機能分子Arcの遺伝子活性化にMKLが関与していることを明らかにしている。特にRNA干渉によるノックダウン実験で、MKL2が活性化に積極的に関与していることを明らかにした。また、クロマチン免疫沈降法により、MKLがArc遺伝子に結合していることを示した。過剰発現実験により、SRFコファクターであるTCFの抑制活性を検証したが、顕著なArc遺伝子活性化の抑制効果は認められなかった。一方、申請者らは、神経選択的発現を示す新規MKL2アイソフォームSOLOISTを発見しており、上記研究と平行してその機能解析を行った。その結果、SOLOISTが一連の最初期遺伝子群を活性化する機能があることを明らかにした。SRFは細胞骨格関連遺伝子も標的としているが、少なくともMKL2アイソフォームが最初期遺伝子を活性化するタイミングでは、MKL2アイソフォームは細胞骨格関連遺伝子群の活性化を顕著に引き起こさないことが明らかとなった。しかしながら、その際に既知のMKL2アイソフォームと比較を行ったところ、最初期遺伝子群の活性化の強さに違いがあることが明らかとなった。また、SOLOIST KOマウスの作製を行った。ターゲティングベクターの構築、相同組換えES細胞の単離などの一連の作業を共同研究者とともに進め、現在キメラマウスの作製に成功している。1.SRFコファクターの切替えによるArc遺伝子転写の分子機構(細胞レベルでの再検証と詳細解析)大脳皮質

ニューロン培養系をBDNFで刺激することにより、一過性の劇的なArc遺伝子の誘導が起きることをmRNAレベル、およびタンパク質レベルにより確認できた。また、Arc遺伝子プロモーターに存在するSRF結合配列がBDNF誘導性Arc遺伝子活性化に必要であること、SRFコファクターTCF結合配列ははbasalレベルの抑制活性に関与すること、MKL2ノックダウンによりBDNF誘導性のArcプロモーター活性化が抑制されることを確認できた。特にArc遺伝子の遠位に存在するSRF結合配列の活性化はMKL2を介している可能性を提示できた。1.に関しては概ね目標を達成できた。2.ArcmRNA発現とArc遺伝子プロモーター上のSRF転写因子複合体構成変化の追跡現在、細胞レベルのクロマチン免疫沈降実験の再現実験に取り組んでいる。1.の結果から、Arc遺伝子の遠位に存在するSRF結合配列が重要であることが示されたため、TCFの一つであるElk1, MKL2の抗体によるアッセイを予定している。in vivoの検討には至っていない。3.SOLOISTコンディショナルKOマウスの作製エキソンの両端にloxP配列を挿入したターゲティングベクターが完成し、ES細胞への遺伝子導入、相同組換えを起こしたES細胞を得ることができた。また、ES細胞を受精卵に移植してキメラマウスを得ることに成功している。今後は、キメラマウスのgermline transmissionの確認、交配を行い、最終的にはCreレコンビナーゼによるSOLOISTのKOマウスを得る予定である。3.の実験は、ようやくキメラマウスを得ることができ、やや遅れているが、進行はしている。細胞レベルにおけるArc遺伝子発現制御機構を当面の目標としてきたが、クロマチン免疫沈降法によるMKL1, MKL2の関与を再現よく明らかにすることを最優先に推進されるべき事項となる。これを達成した後には論文作成に取り組みたい。SOLOISTが高い内在性Arc遺伝子活性化能を有していることをふまえ、この研究をエピジェネティクス制御の観点から発展させたい。例えば、SOLOISTによりArc遺伝子転写開始点近傍のヒストンアセチル化状態やRNAポリメラーゼIIのリクルートの効率化が起きているかどうかを検証することも可能であると考えている。SOLOISTコンディショナノックアウトマウスの作製が難航していることをふまえ、人工授精によりGermline transmissionの確認を行うことを予定している。また、目的としているのは、SOLOIST特異的なエキソン欠失であるため、ゲノム編集による欠失変異マウスの作製を行う等、別角度からの検討も行う予定である。
自治体における特別職公務員制度の構造と動態に関する研究

本研究は、これまでの地方自治研究においてほとんど触れられてこなかった、日本の自治体における特別職公務員制度の構造と動態について、制度論的な視点から分析を行ったものである。地方公務員法上、特別職とは、議員、首長、副首長、行政委員会委員等、「就任について公選又は地方公共団体の議会の選挙、議決若しくは同意によることを必要とする職」や、地方開発事業団、地方公営企業、特定地方独立行政法人の理事・管理者・役員等の幹部職、首長・議長等の秘書のうち条例で指定されたもの、顧問・参与・嘱託員等の非常勤職員等で構成されている(第3条第3項)。このうち、本研究では、(1)副首長や参与、特別秘書等、首長を補佐し、自治体政治行政の中枢を担う特別職、(2)首長と並ぶ執行機関として、首長部局とは相対的に独立した立場で行政運営を行う行政委員会の委員、に焦点を絞り、その位置づけの類型化や、行政委員会委員の人事をめぐる政治過程とその政策的帰結に関する分析を行った。その結果、第1に、首長補佐職については、首長は、自らの政権戦略や議会との関係を踏まえ、特別職として登用する選択を重視しつつも、庁外の非公式なポストに就ける場合もあり、柔軟な選択がなされていることが明らかとなった。第2に、首長と行政委員会が政策的立場を異にする場合、首長は委員人事を通じて自らの政策選好を追求することができるものの、人事を行うタイミングが委員の任期に左右されるため、政策遅滞が発生する可能性があることが、教育委員人事に関する事例研究を通じて明らかになった。平成18年度においては、(1)分析枠組みの確定、(2)自治体における特別職公務員制度の形成過程に関する分析、に焦点を絞るとともに、(3)特別職人事の事例分析を行うための予備作業として、文献調査ならびに自治体関係者に対するインタビューを行うことを目指した。まず、(1)については、政治学・行政学における新制度論の研究動向を整理し、これを自治体公務員制度史の文脈に位置づけることを試みた。このような新制度論と歴史分析の接合可能性については、より一般的な枠組みの検討結果ではあるが、論文「『新しい制度史』と日本の政治行政研究」として公表した。(2)については、近年の制度改革の動向、具体的には、平成18年地方自治法改正に伴う副市区町村長制の導入や出納長・収入役の廃止等の制度変化を検証するとともに、道州制構想や教育委員会制度改革の進展等の最新動向を、戦後における特別職公務員制度の形成過程という歴史的な視点と結びつけることを試みた。その具体的成果として、論文「教育委員会制度改革の視座と展望」、「教育委員会制度の構想と設計」等がある。(3)については、先方の都合等の調整がつかず、当初予定していたインタビュー調査を年内に行うことが不可能になった。これについては、改めて調査先の検討を行い、19年度の実施を期すことにしたい。平成19年度においては、(1)自治体における特別職公務員制度の形成過程と現状に関する分析を行うとともに、(2)特別職人事の事例分析に着手するための分析枠組みの設定を行った。まず、(1)については、自治体における行政委員会制度の形成過程に立ち戻りながら、その制度設計上の論点を摘出した論稿(「首長制の責任領域の拡大が問われる-行政委員会制度改革の視点」)を公表した。自治体行政委員会制度の論点を考察することを通じて、あらためて行政委員会委員を特別職公務員とすることの意味を問い直すことを試みた。(2)については、副首長(副知事、副市長等)等の特別職を含め、首長への政策助言を行う主体を首長ブレーンと位置づけ、役職の位置づけ(常勤-非常勤)と役割期待(専門能力-政治的・個人的関係)という2軸で類型化した。その成果は、『ホーンブック地方自治』78頁等にまとめられている。

最終年度となる20年度には、昨年度までの成果及び(1)、(2)の成果を統合し、統一的な枠組みの下に自治体特別職公務員制度の動態について、事例分析を含めて明らかにすることにしたい。平成20年度においては、昨年度の成果を踏まえ、自治体における特別職公務員制度の形成過程と特別職公務員人事の分析を行った。ただし、地方分権改革の進展に伴い、自治体の人事制度や行政組織制度等が大きく変化していることもあり、特別職公務員制度の実態把握の前提作業として、自治体行政組織や地方分権改革に関連する研究を並行して行った。このうち、一連の地方分権改革を国のコア・エグゼクティブ(執政中枢)の変動という視角から分析する論稿を公表したが、この分析視角は、特別職公務員で構成される自治体のコア・エグゼクティブ分析にも応用可能であり、これらの論稿執筆を通じて、本研究の視座を拡大することができた。また、関連する学会報告を韓国行政学会(於・ソウル特別市)および日本教育行政学会(於・東京大学)で行った。後者の報告は、教育委員の選任をめぐる政治過程を、犬山市を事例に分析したものであり、本研究の直接的な研究成果をなす。そこでは、首長の政策選択が教育委員会制度の存在により遅延する可能性があることを具体的に検証することを通じて、特別職人事をめぐる政治過程の実態に接近することを試みた。以上の成果に加え、行政委員会委員月額報酬制違法判決(大津地判平成21年1月22日)により各地で特別職報酬の見直しが進展していることも踏まえ、今後、特別職給与制度の視点も加味する形で、早急に研究成果の総合化を図り、公表を行うことにしたい。
「数学的に考える力」に焦点をあてた教員養成プログラムの開発

本研究の目的は,「数学的に考える力」に焦点をあてた教員養成プログラムの開発である。そのために,暫定版プログラムを開発,実施し,プログラムの改善点を特定し,プログラムに反映した。本研究の成果として,課題探究型の学びを通して「数学的に考える力」を高めることができるようにするための,三つの中等学校数学科教員養成プログラムと二つの小学校教員養成プログラムが開発された。本年度は,「数学的に考える力」に焦点をあてた教員養成プログラムの開発に関して,以下の2点について成果を得た。●課題探究型の学びを通して「数学的に考える力」を獲得するための教員養成プログラムで意図する内容と活動の特定『特定の課題に関する調査』において提唱された「数学的に考える力」を中核に,PISA調査での「数学的リテラシー」なども参照し,知識内容や技能の吟味に加え,これら知識や技能の獲得の仕方も吟味した。これらの結果に基づき,「数学的に考える力」の概念規定を行うともに,課題探究型の学びを通して「数学的に考える力」を獲得するための教員養成プログラムで意図する内容と活動を,具体的ないくつかの場面で吟味した。●教材やその配列,指導方略,評価方法の考案(試作)大学での必修授業科目において課題探究型の授業を実現するために,例えば,ルート2のルート2乗のルート2乗...の極限値からはじまり,xのx乗のx乗...が収束するようなxの範囲を求める問題へと発展する探究活動を考案し,大学初年次生がグループで協働しながら問題解決する活動を取り入れた。結果については,分析中である。この他にもに課題探究型の授業を実現するための教材について,とりあげる具体的な問題や大まかな構想を含め検討した。これらの教材群等は,実例としての価値を有するだけでなく,教員養成プログラムを開発するための原理・原則を吟味するためにも研究上重要な役割を担っている。●教材やその配列,指導方略,評価方法の考案・実施大学での教員免許状必修授業科目において課題探究型の授業を実現するために,学生が実際に使って探究できるような教材を開発した。例えば,板書では説明が難しい非ユークリッド幾何学のポアンカレの上半平面モデルを,動的幾何環境下(Cabri 3D使用)において,作成した教材を用いて解説するだけでなく,Cabri 3Dファイルを学内の講義用Webページからダウンロードできるようにし,学生が実際に使って探究できるようにした。他にも,作図題,面積等のトピックにおいても,図を交えて要点をまとめた独自の教材を開発し,講義に活用した。これらのプログラムの成果と課題については,分析中である。●教材やその配列,指導方略,評価方法の考案(試作)学校数学での「計算の仕方を考える」活動に着目し,小学校第1学年から高等学校第1学年に渡ってこれらの活動の特徴を分析する活動を考案した。さらに,その特徴を踏まえて自然数から整数,さらに有理数を代数的に構成し,これらの数においての加法と乗法を探究しながら定義する活動を考案した。その一部は,授業において先行実施し,探究活動の質のさらなる改善について吟味した。教員養成プログラム開発に関して,大学での教員免許状必修授業科目において開発した教材やその配列,指導方略,評価方法が実施されるとともに,本格的な実施を念頭にその一部の先行実施が進んでいる教材開発が進行中であるため。本研究は3年間に渡り実施し,平成28年度は最終年度にあたる。本年度は以下の2点について研究を展開し,成果を得た。●改訂版教員養成プログラムの開発,実施,更なる改善点の特定大学での教員免許状必修授業科目において課題探究型の授業を実現するために,学生が実際に使って探究できるように開発した教材について,実施を踏まえてさらなる改善点を特定した。例えば,1非ユークリッド幾何学や,図形の面積,作図題を取り上げたプログラムでは,実施を踏まえてポアンカレの上半平面モデルの距離や円の概念についての詳細な説明を加えるなどの改善を行った。また,2小学校教員を目指す学生を対象とする,小学校で学ぶ「面積」に関わって「定義に戻って考える力」を養うプログラムでは,「面積とはそもそも何か?」,「我々が面積と言ったときに暗に仮定している性質は何か?」といった疑問から始め,面積が満たすべき最小限の性質を公理とし,その公理のみを用いて色々な図形の面積を導出する際の,学生同士のディスカッションの導入の仕方を検討し,一層課題探究型のプログラムとなるように改善を図った。さらに,3小学校第1学年から高等学校第1学年に渡る「計算の仕方を考える」ことにみられる特徴を分析するプログラムでは,「計算の仕方を考える」ことと,課題探究しながら数を代数的に構成し加法と乗法を定義する活動との結びつきを強めるために,複数場面での計算の仕方を考えるアイディアを振り返って統合する機会を設けるよう改善を行った。●教員養成プログラムの開発上述の通りプログラムの実施を踏まえ改善したプログラムを開発した。加えて,新たに,小学校教員免許状取得のための算数に関わるプログラムを考案した。

本研究の成果として,課題探究型の学びを通して「数学的に考える力」を高めることができるようにするための,三つの中等学校数学科教員養成プログラムと二つの小学校教員養成プログラムが開発された。計画当初に予定した教員養成プログラムを開発するための原理・原則の設定については,まだ十分な成果が得られていないものの,大学での必修授業科目のいくつかの場面における教材やその配列,指導方略,評価方法が試作されるとともに,その結果の分析が進行中であるため。引き続き,教材やその配列,指導方略,評価方法の考察を行う。また,教員免許状必修授業科目において,これらの開発したプログラムを実施し,ビデオ記録や記述物の複写等によるデータ収集,これらのデータの質的な分析を通して,意図した活動を実現するための学習指導法の改善点を特定する。さらに,教員養成プログラムを開発するための原理・原則を,実施結果の分析を踏まえて適宜修正を加え,設定する。数学引き続き,教材やその配列,指導方略,評価方法の考案を行う。また,教員免許状必修授業科目において,これらの開発したプログラムを実施し,ビデオ記録や記述物の複写等によるデータ収集,これらデータの質的な分析を通して,意図した活動を実現するためのプログラムの改善点を特定する。当初計画で見込んだよりも安価で研究が遂行できたため,次年度使用額が生じることとなった。国際学会への参加を通しての研究情報の収集が,校務との日程があわず断念したため,当該助成金が生じることとなった。日本の学習環境等に特化した情報収集を充実するために,H28年度請求分と合わせて国内学会への参加旅費に使用する。その際,授業を実施していただく研究協力者の教諭を含めて,対面による意見交換・情報収集を行う予定である。課題探究型の授業についての情報収集を充実するために,国内学会への参加旅費に使用する。
ヘモグロビン分解経路を基軸とするマダニの病原体伝搬制御機構の解明

マダニの中腸に構築されているヘモグロビン分解経路は、マダニの生存・繁殖を支える栄養代謝の中心的役割を果たすと同時に、吸血によって媒介される様々な動物やヒト病原体にも深く関与することを突き止めた。加水分解酵素とその阻害剤で構成される分解経路と伝搬される病原体との間には、ネットワーク化された時空間的な分子間相互作用が機能していることが分かった。マダニは宿主の血液を唯一の栄養源とする。そのため、人や動物にはない、吸血生理を支える多彩な代謝経路が存在すると考えられているが、現在マダニの生存や繁殖の恒常性維持の基軸経路は未解明である。我々は、マダニ個体において、血液消化の中枢と位置づけられる中腸の上皮細胞のヘモグロビン分解経路(HbDC)下にある吸血動物としての蛋白代謝と、ベクターとしての病原体伝搬を想定し、マダニが進化的に獲得したこの多様性の解明が、マダニ制圧の方策転換を強く方向づけできるもので、有用・応用性に新領域をもたらすことができると考える。本年度は、In vivoにおけるHbDC参画分子と原虫間の相互発現動態の解明を行った。1.マダニアレイ解析:マダニ生活環における宿主への付着から飽血まで経時的に回収し、全RNAを抽出後、マダニアレイとのハイブリダイゼーション解析を行い、バベシア原虫感染ダニと非感染ダニを比較し、上皮細胞への原虫侵入後から脱出までのHbDC参画分子、インヒビター発現誘導の変化を吸血の時間軸に沿って網羅的に解析した。2.可視化解析:経時的に固定した中腸標本あるいはマイクロダイセクションで分離して単一上皮細胞を、抗HbDC参画分子抗体と抗インヒビター抗体を用いて多重染色を行い、原虫の移動に伴う内在型HbDC参画分子と内在型インヒビターの局在を時間時に沿って解析した。3.定量解析:イムノブロットと抗HbDC参画分子抗体と抗インヒビター抗体を用いて、内在型HbDC参画分子と内在型インヒビターの発現量の変化を半定量的に解析した。4.親和性の定量的解析:HbDC参画分子とインヒビターの結合強度を分子間相互作用解析装置を用いて解析し、原虫とHbDC参画分子、原虫とインヒビターとの親和性についても検討した。以上の成果をもとに平成23年度は原虫膜構成蛋白質から標的分子を単離する。宿主の血液を唯一の栄養源とするマダニは、人や動物にはない吸血生理を支える多彩な代謝経路が存在すると考えられているが、現在マダニの生存や繁殖の恒常性維持の基軸経路は未解明である。我々は、マダニ個体の血液消化の中枢である中腸上皮細胞のヘモグロビン分解経路(HbDCによる蛋白代謝システムが、病原体の伝播に重要な役割を担っていることを想定し、マダニが進化的に獲得したこの多様性の解明が、マダニ制圧の方策転換を強く方向づけできるもので、その結果、有用・応用性に新領域をもたらすことができると考える。最終年度はまず、in vivoモデルを用いたHbDCのバベシア原虫伝播ネットワークの解明を行った。(1)マダニアレイ解析:飽血まで経時的に回収し、全RNAを抽出後、マダニアレイとのハイブリダイゼーション解析を行い、原虫感染ダニと非感染ダニを比較し、上皮細胞への原虫侵入後から脱出までのHbDC参画分子、インヒビター発現誘導の変化を吸血の時間軸に沿って解析した。(2)可視化解析:経時的に固定した中腸標本あるいはマイクロダイセクションで分離して単一上皮細胞を、抗HbDC参画分子抗体と抗インヒビター抗体を用いて多重染色を行い、原虫の移動に伴う内在型HbDC参画分子と内在型インヒビターの局在を時間軸に沿って解析し、リソゾーム、細胞外への分泌が想定される分子については免疫電顕を用いた局在解析を行った。(3)定量解析:イムノブロットと抗HbDC参画分子抗体と抗インζビター抗体を用いて、内在型HbDC参画分子と内在型インヒビターの発現量の変化を調べた。(4)パスウエイ解析:(1)の遺伝子発現の定量的解析をもとに、HbDC参画分子の変動とHbDC参画分子以外の中腸遺伝子群との相関を解析した。(5)蛋白分解酵素とインヒビター群が協調的に機能することにより、ヘモグロビンをアミノ酸に分解するHbDCが、中腸における病原体伝搬ネットワークシステムの中心的役割を果たしていることを見出した。
人間・ロボット共生環境における日用小物品の情報構造化

ロボットによる日用生活用品の取り寄せや片付け作業を実現するためには、居住環境に散在する多様な日用小物品の情報構造化が不可欠である。家具や生活用品のある日常生活環境に、生活者のプライバシーを侵すことのない最小限のセンサを配置し、生活行動モデルに基づいた居住者生活行動推定手法と家具配置計測法を開発した。フロアセンサ、センサつき収納庫および、視覚つき移動ロボットによる日用品の追跡・認識手法を明らかにした。家庭や高齢者施設などの居住室において、ロボットによる日用生活用品の取り寄せや片付け作業を実現するため、居住環境に散在する日用小物品の情報構造化手法の研究を行った。特に、居住者のプライバシーの確保とロボットによる生活支援作業の実現を両立するため、生活空間全域を常時計測するようなビジョンセンサは導入せず、以下のようなセンシング機能を実現した。(1)センシングフロア:居住者が使用し転がり落ちた小物、あるいは放置された小物を検知し、その位置を計測できるフロア(床面)を開発した。これは、床面のすぐ上(約2cm)に水平にレーザを走査し、物体までの距離を計測するもので、壁面に設置した狭幅長尺のミラーと組み合わせることにより、他物体の隠蔽を極力抑え、また反射の得にくい黒色物体や透明ボトルなども検出できるという特徴を有する。さらにこのフロア上で人の足跡を検出・追跡するプログラムを開発した。(2)物品の出納を検知するセンシング収納庫:RFIDタグリーダアンテナと重量センサ付き天板とを組み合わせたセンシング棚板を複数配置した知的収納庫を開発した。これによりRFIDタグを添付した日用品の入出に際して、配置位置、重量、および物品の同定が可能になった。(3)焦電センサによる居住者の検出:ベッドやソファでの居住者の存在を検知するため、天井に焦電センサを複数配置したセンシング機能を実装した。これにより、センシングフロアで足跡を検出できない状況の居住者の所在位置を検出することができるようになった。前年度に開発したセンシングフロアとセンシング収納庫に加え、椅子、ベッド、テーブルなどを配置した模擬環境を構築した。これは、居住者のプライバシーの確保の観点から、生活空間全域を常時計測するようなビジョンセンサは導入することなく、ロボットによる生活支援作業の実現を目指すものである。この模擬環境を用いて、以下のようなセンシング機能を実現した。(1)足追跡に基づく居住者の行動推定:センシングフロアを用いて、人の歩行足跡を継続計測するプログラムを開発した。さらに、椅子の脚やベッドの位置と歩行状況にもとづいて、椅子への着座やベッドでの横臥あるいは立位停止など、行動推定するシステムを構成した。(2)日用物品の位置推定手法の開発:居住室では、人による消費や利用により、日用物品の位置が動的に変化する。一方、小さな日用品を認識し、その位置を直接計測するカメラなどのセンサは存在しない。そこで、センシング収納庫で検出される物品の出納状況と、センシングフロアによる居住者の行動推定結果、およびセンシングフロアで計測された床上の不明物品の位置とから、変化した日用物品の位置を確率的に推定する手法を開発した。(3)移動ロボットによる不明物体確認のための計測計画:居住者の活動により、時間の経過に伴って、室内の日用品の配置の不確定の度合いが増してくる。この不確定性を解消するため、RFIDリーダ付きのロボットが不明物体に接近して同定する。物品配置の確率分布に基づいて、どのような順序で不明物体の確認動作をすればよいか計画する手法を開発した。これまでに開発したセンシングフロアとセンシング収納庫に加え、椅子、ベッド、テーブルなどを配置した模擬環境を構築した。(1)生活行動モデルの構築とこれに基づく居住者の生活行動推定:センシングフロアで得られる人の足、家具、および日用小物からの輪郭情報について、それらを分離・解釈するため、人の生活行動モデルを構築した.さらにこのモデルに基づいて,椅子やベッドなどの家具配置と,椅子への着座やベッドでの横臥あるいは立位停止などの行動推定とを同時に実現する手法をあきらかにした.(2)視覚つき移動ロボットによる日用品配置変化の検出と変化物品の認識:居住者の活動により、時間の経過に伴って、室内の日用小物の配置が変化する。カラー情報と奥行き情報を獲得できるKINECTセンサを搭載した移動ロボットを用い、フロアセンサでは検出できないテーブル、机などの家具上の小物物品の配置変化を検出する手法および変化した物品の認識手法を明らかにした。

(3)前年度までの研究成果を含め,環境内に分散したセンサによる情報構造化の全機能を統合するシステムアーキテクチャを考案した.研究の目的に沿って設定した当該年度の研究項目は全て実施し、項目によりその進捗度合いには差があるものの、ほぼ達成したといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。居住模擬環境における家具や生活スタイルに関し、ワゴンや車椅子の利用も想定するなど、より多様で現実的な状況に対応できるよう計画を改定している。センサの追加など予備的実験も行っており、大きな問題はないことを確認済みである。