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磁性流体を用いたセラミック球の高精度・高能率研磨システムの開発

窒化ケイ素等のセラミック球は,セラミック玉軸受への使用が期待されている.もし,セラミック玉軸受けの製造コストが安くなり,工業界に普及することとなれば,工作機械の精度や,断熱エンジンやジエットエンジン等の性能が著しく向上することが期待できる.しかし,現在は,製造コストが非常に高く,非常に特殊な用途にしか使用されていない.そのため,セラミック球の新しい研磨法の開発が,世界各国において,セラミック玉軸受け実用化のための急務の課題となっている.一方,研究代表者らは,磁性流体と浮子と呼ばれる補助工具を用い,浮子の磁気浮揚現象を利用することで,窒化ケイ素球において,従来法と比較して,約40倍100倍の研磨率と従来法と同等の真球度と表面あらさを得る磁性流体を用いたセラミック球の研磨法を開発した.この研究代表者らの発明したセラミックス球の磁性流体研磨法を,世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて,量産性及び高信頼性に優れたものとするための多くの重要な知見を得ることで,セラミック球の高精度・高能率研磨システムを開発することを目的とする.また,更に,本研磨法を異なる材質の球や,微小な球の研磨にも適応可能とするための開発指針を世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて明らかにする.上記の目的のために.初年度,研究分担者の梅原が,オクラホマ州立大学に滞在し,既存の装置による研磨実験の遂行を通して,研磨システムの設計指針の討論を密に行った.得られた成果に基づき研磨システムの改良が行われ,研磨実験が行われた.その結果,種々のセラミックス球の研磨のための最適な砥粒の選択指針が明らかにされた.また,次年度は,産業界のニーズを鑑み,本結果をシリコン微小単結晶球の研磨に応用した.その結果,加工損傷を少なく研磨するための設計指針が得られた.窒化ケイ素等のセラミック球は,セラミック玉軸受への使用が期待されている.もし,セラミック玉軸受けの製造コストが安くなり,工業界に普及することとなれば,工作機械の精度や,断熱エンジンやジエットエンジン等の性能が著しく向上することが期待できる.しかし,現在は,製造コストが非常に高く,非常に特殊な用途にしか使用されていない.そのため,セラミック球の新しい研磨法の開発が,世界各国において,セラミック玉軸受け実用化のための急務の課題となっている.一方,研究代表者らは,磁性流体と浮子と呼ばれる補助工具を用い,浮子の磁気浮揚現象を利用することで,窒化ケイ素球において,従来法と比較して,約40倍100倍の研磨率と従来法と同等の真球度と表面あらさを得る磁性流体を用いたセラミック球の研磨法を開発した.この研究代表者らの発明したセラミックス球の磁性流体研磨法を,世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて,量産性及び高信頼性に優れたものとするための多くの重要な知見を得ることで,セラミック球の高精度・高能率研磨システムを開発することを目的とする.また,更に,本研磨法を異なる材質の球や,微小な球の研磨にも適応可能とするための開発指針を世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて明らかにする.上記の目的のために.初年度,研究分担者の梅原が,オクラホマ州立大学に滞在し,既存の装置による研磨実験の遂行を通して,研磨システムの設計指針の討論を密に行った.得られた成果に基づき研磨システムの改良が行われ,研磨実験が行われた.その結果,種々のセラミックス球の研磨のための最適な砥粒の選択指針が明らかにされた.また,次年度は,産業界のニーズを鑑み,本結果をシリコン微小単結晶球の研磨に応用した.その結果,加工損傷を少なく研磨するための設計指針が得られた.窒化ケイ素等のセラミック球は,セラミック玉軸受けへの使用が期待されている.もし,セラミック玉軸受けの製造コストが安くなり,工業界に普及することとなれば,工作機械の精度や,断熱エンジンやジェットエンジン等の性能が著しく向上することが期待できる.しかし,現在は,製造コストが非常に高く,非常に特殊な用途にしか使用されていない.そのため,セラミック球の新しい研磨法の開発が,世界各国において,セラミック玉軸受け実用化のための急務の課題となっている.一方,研究代表者らは,磁性流体と浮子と呼ばれる補助工具を用い,浮子の磁気浮揚現象を利用することで,窒化ケイ素球において,従来法と比較して,約40倍100倍の研磨率と従来法と同等の真球度と表面あらさを得る磁性流体を用いたセラミック球の研磨法を開発した.この研究代表者らの発明したセラミックス球の磁性流体研磨法を,世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて,量産性及び高信頼性に優れたものとするための多くの重要な知見を得ることで,セラミック球の高精度・高能率研磨システムを開発することを目的とする.また,更に,本研磨法を異なる材質の球や,微小な球の研磨にも適応可能とするための開発指針を世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて明らかにする.本年は,上記の目的のために.オクラホマ州立大学のコマンドリ教授に来日していただき,既存の装置による研磨実験の遂行を通して,研磨システムの設計指針の討論を密に行った.得られた成果に基づき研磨システムの改良が行われ,研磨実験が行われた.その結果,種々のセラミックス球の研磨のための最適な砥粒の選択指針が明らかにされた.

具体的には,窒化ケイ素球とガラス球にはCeO2が,炭化珪素球にはCr2O3砥粒が高能率・高精度研磨のために最適であることが示された.窒化ケイ素等のセラミック球は,セラミック玉軸受への使用が期待されている.もし,セラミック玉軸受けの製造コストが安くなり,工業界に普及することとなれば,工作機械の精度や,断熱エンジンやジエットエンジン等の性能が著しく向上することが期待できる.しかし,現在は,製造コストが非常に高く,非常に特殊な用途にしか使用されていない.そのため,セラミック球の新しい研磨法の開発が,世界各国において,セラミック玉軸受け実用化のための急務の課題となっている.一方,研究代表者らは,磁性流体と浮子と呼ばれる補助工具を用い,浮子の磁気浮揚現象を利用することで,窒化ケイ素球において,従来法と比較して,約40倍100倍の研磨率と従来法と同等の真球度と表面あらさを得る磁性流体を用いたセラミック球の研磨法を開発した.この研究代表者らの発明したセラミックス球の磁性流体研磨法を,世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて,量産性及び高信頼性に優れたものとするための多くの重要な知見を得ることで,セラミック球の高精度・高能率研磨システムを開発することを目的とする.また,更に,本研磨法を異なる材質の球や,微小な球の研磨にも適応可能とするための開発指針を世界的な生産加工における研究者との共同研究を通じて明らかにする.本年は,上記の目的のために.研究分担者の梅原が,オクラホマ州立大学に滞在し,既存の装置による研磨実験の遂行を通して,研磨システムの設計指針の討論を密に行った.得られた成果に基づき研磨システムの改良が行われ,研磨実験が行われた.その結果,種々のセラミックス球の研磨のための最適な砥粒の選択指針が明らかにされた.また,産業界のニーズを鑑み,本結果をSI単結晶球の研磨に応用した.その結果,加工損傷を少なく研磨するための設計指針がえられた.
津波や洪水など橋梁の水害に対する安全性向上対策に関する研究

橋梁が津波や洪水で流されると,社会基盤施設の損失という物理的被害のみならず,被災地の救援や復旧にも支障を来す.本研究の目的は,洪水や津波などの水害に対する橋梁の安全性向上策を開発することである.その目的を達成するため,1.橋脚や橋台の被害防止のための正確な流体力評価,2.フェアリングの設置による桁の流出防止,3.水害後の維持管理のための構造物ヘルスモニタリング,について検討・提案を行った.得られた結果は7編の査読付き学術論文として公表し,16件の学会発表を行った.東日本大震災における津波による多数の橋梁流出,毎年のように発生する洪水や土石流による落橋など,近年,橋が水の作用により流出する事態が続いており,構造工学分野における水害対策の検討は必須の状況だと考えられる.津波や洪水では水だけではなく,土砂・氷・流木・船など漂流物が流されてきて橋に衝突するが,これら漂流物に対する検討も遅れている.本研究の目的は,洪水や津波などの水害に対する橋梁の安全性向上策を開発することである.この目的を達成するため,(1)災害時における橋梁周辺流れの解明,(2)橋梁に対する漂流物の影響評価の2テーマにしぼって集中的に研究を実施している.初年度である平成26年度は,全体会議を開催して方向性を確認したうえで,研究目的で述べた2つのテーマに関して各要素技術の充実を図った.(1)に関しては,橋梁上部構造に対する水の作用に関する検討を行った.申請者らが従来から使っている小型水路を改良し,新しい水槽を用いた実験を行った.流れの映像を記録するとともに,桁模型に作用する流体力を測定した.数値解析にあたっては,オープンソース・ソフトウェアであるOpenFOAMを利用し,その解析精度について検討を行った.その結果,乱流モデルの適切な設定により,抗力は精度よく求めることができることと,揚力の推定にはまだ課題が多いことがわかった.(2)に関しては,積雪寒冷地河川の水害を想定し,流氷に見立てたウレタンを水とともに流して,トラス橋模型に作用する力を計測した.また,桁が流れる状況を作って,流れる状況を映像で記録するとともに,粒子法を用いた数値シミュレーションによって,流れる状況の再現を試みた.その結果,簡単な矩形断面では桁流出の状況を再現できることを確認した.東日本大震災における津波による多数の橋梁流出,毎年のように発生する洪水や土石流による落橋など,近年,橋が水の作用により流出する事態が続いており,構造工学分野における水害対策の検討は必須の状況である.津波や洪水では水だけではなく,土砂・氷・流木・船など漂流物が流されてきて橋に衝突するが,これら漂流物に対する検討も遅れている.本研究の目的は,洪水や津波などの水害に対する橋梁の安全性向上策を開発することである.この目的を達成するため,1.災害時における橋梁周辺流れの解明,2.橋梁に対する漂流物の影響評価の2テーマにしぼって集中的に研究を進めている.1の災害時における橋梁周辺流れの解明に関しては,フェアリングを付けた桁模型を水路に設置した水理実験を実施し,桁に作用する力を測定した.従来よりフェアリングの効果は確認されていたが,桁のすべての側面にフェアリングを取り付けた場合の検討しかなされていなかった.しかし,桁と桁との接続部分等,実際の橋では施工上設置が困難な箇所も存在する.本研究では,部分的にフェアリングを設置した場合について実験と数値解析を行い,桁側面の75%にフェアリングが設置されていれば,全面に設置した場合と遜色ない効果が得られることを明らかにした.2の橋梁に対する漂流物の影響評価に関しては,漂流物の影響が大きいと考えられるトラス橋に対する検討を行った.桁側面に漂流物が漂着した場合を想定し,桁側面空間が50%あるいは100%閉塞されたモデルを作成して,水理実験と数値解析を行った.その結果,側面が閉塞されることによって桁周辺流れが変化し,桁を回転させようとするモーメントの向きが変化することや,漂着物が揚力に与える影響は小さいことがわかった.また,流木除けのある京都市の渡月橋について,図面の入手や現地調査を行い,流木除けの効果について基礎的な数値解析を開始した.予定していた実験をほぼ順調に実施することができた.数値解析手法についても,予定通り開発することができた.東日本大震災における津波による多数の橋梁流出,毎年のように発生する洪水や土石流による落橋など,近年,橋が水の作用により流出する事態が続いており,構造工学分野における水害対策の検討は必須の状況だと考える.津波や洪水では水だけではなく,土砂・氷・流木・船など漂流物が流されてきて橋に衝突するが,これら漂流物に対する検討も遅れている.本研究の目的は,洪水や津波などの水害に対する橋梁の安全性向上策を開発することである.対策の方針として,1.橋脚や橋台の被害防止,2.桁の流出防止,3.危険の通知,4.水害後の維持管理,について検討した.それぞれの方針に対する対策メニューと研究成果は以下の通りである.1.正確な流体力評価:粒子法や格子法による数値解析を実施し,橋梁に作用する流体力の評価精度を明らかにした.2.フェアリングの設置による外力低減:部分的にフェアリングを設置することによる津波作用力の軽減効果を明らかにした.流木除けの設置による漂流物の橋への作用軽減:流木除けによって桁への衝突を避けるという古くからの減災の知恵について,数値解析や実験によって対策効果を明らかにした.

3.マルチエージェント・シミュレーションによる避難状況の事前検討:災害の避難に関する情報が発令された際,どのような箇所に渋滞が生じやすいかを,いくつかの町を対象として明らかにした.4.構造物のヘルスモニタリング:水害後は長期にわたって橋桁上部に水が滞留したり,海水が損傷した部分から鉄筋コンクリート内部に侵入することも想定される.水害後における橋梁部材の鉄筋腐食に関する健全性モニタリング手法を提案した.橋梁が津波や洪水で流されると,社会基盤施設の損失という物理的被害のみならず,被災地の救援や復旧にも支障を来す.本研究の目的は,洪水や津波などの水害に対する橋梁の安全性向上策を開発することである.その目的を達成するため,1.橋脚や橋台の被害防止のための正確な流体力評価,2.フェアリングの設置による桁の流出防止,3.水害後の維持管理のための構造物ヘルスモニタリング,について検討・提案を行った.得られた結果は7編の査読付き学術論文として公表し,16件の学会発表を行った.研究体制の構築が完了し,基礎的な実験が順調に進展している.数値解析に関しても,モデル化に関しては手法の構築が完了した.申請書に書いた初年度の内容について,順調に取り組むことができた.順調に研究が進んでいることから,当初の予定どおり研究を進め,最終年度の研究とりまとめ方法について代表者と分担者全員で議論する.学会の査読付き論文集への投稿やシンポジウム等での口頭発表を行うとともに,ウェブを利用した研究成果の公開に努める.28年度が最終年度であるため、記入しない。地震工学・構造工学初年度の研究成果を参照しつつ研究を発展させ,2年目終了前に研究全体の進捗状況を全員でチェックする.当初の計画どおりに進んでいない場合の修正や,新たな研究課題への対応などを,この時期に実施して最終年度に向かう.合同ゼミで全体の進捗状況を確認しつつ,共同研究を推進する.災害時における橋梁周辺流れの解明に関しては,桁の移動を考慮した実験および解析を実施する.橋梁に対する漂流物の影響評価に関しては,トラス桁空間の閉塞に関する実験的検討を行う.水理実験に用いる模型製作費が,3Dプリンターの導入により少額で済んだため.28年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた国際会議での発表を,国際情勢の不安定さを考慮して数件取りやめ,国内学会での発表を多くしたことによる.当初予定より投稿論文が増える見込みであるため,論文投稿料が増額となる予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。国際情勢の動きを見つつ,国際会議発表を増やして使用する.また,数値計算の能力が高いPCを導入し,効率的に研究を推進することに充当する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
抗うつ薬の遊離型が抗うつ作用を有する

【研究目的】抗うつ薬は血中ではそのほとんどが結合型として存在するが、血液脳関門を通過し効果を発揮するものは遊離型と考えられている。抗うつ薬の有効血中濃度を問題にする場合、特に遊離型に着目した研究が重要と考える。そこで我々は抗うつ薬遊離型の有効血中濃度を検討し、あわせて抗うつ薬の効果発現時期や効果の予測因子を検討するものである。【研究方法】抗うつ薬としてはクロミプラミン(CMI)を用いる。分析はクロミプラミンに加え,その代謝産物であるデスメチルクロミプラミン(DC)、ヒドロキシクロミプラミン(HC)、デスメチルヒドロキシクロミプラミン(DHC)の測定も行うこととした。(1)基礎的検討:測定方法としては高速液体クロマトグラフィーを用いる。イミプラミンを内部標準としてCMI及び上記代謝産物の標準物質を血漿に添加し測定する。(2)健常者での測定:健常者にCMI75mgを投与し、2時間後、4時間後、8時間後に採血し、CMI及び上記の代謝産物の測定を行う。(3)うつ病患者での検討:CMI 75mgを3日間投与し,その後150mgに増量し,4週間連続投与する。毎週ハミルトンうつ病評価尺度(HRSD)にて評価を行う。治療反応の基準はCMI投与開始前のHRSDに比べ,4週後のHRSDが50%以上低下している場合を反応あり(反応群),そうでない場合を反応なし(非反応群)とした。CMI 75mg服用時及びCMI連続4週間投与後に採血し,血中濃度を測定する。【研究結果】(1)CMI及び代謝産物の保持時間はHDC:1.5分、HC:8.7分、IMI:11分、DC:12.7分、CMI:15分であった。アッセイ内変動、アッセイ間変動とも10%以下であった。(2)健常者の血清では上記物質の検出は可能であった。(3)うつ病患者25名にCMIの投与を行い,反応群11名,非反応群は14名であった。両群間で年齢,性には差はなく,治療開始前の重症度にも差はなかった。なお,両群間での血中濃度の違い,初期投与時からの抗うつ薬維持治療中濃度の予測,効果出現時期,結合型・遊離型に分けての検討については現在分析中である。

当初の予定ではクロミプラミンのみの分析を行う予定であったが、その代謝産物であるデスメチルクロミプラミン(DC)、ヒドロキシクロミプラミン(HD)、デスメチルヒドロキシクロミプラミン(DHC)の測定も行うこととした。(1)基礎的検討:(1)測定方法としては高速液体クロマトグラフィーを用いる。イミプラミンを内部標準としてCMI及び上記代謝産物の標準物質を血漿に添加し測定する。(2)上記の測定を結合型、遊離型に分けて行う。(2)健常者での測定:健常者にクロミプラミン75mgを投与し、2時間後、4時間後、8時間後に採血し、クロミプラミン及び上記の代謝産物の測定を行う。これを、結合型、遊離型に分けても行う【研究結果】(1)CMI及び代謝産物の保持時間はHDC:1.5分、HC:8.7分、IMI:11分、DC:12.7分、CMI:15分であった。アッセイ内変動、アッセイ間変動とも10%以下であった。(2)健常者の血清では上記物質の検出は可能であった。現在、遊離型、結合型に分けて分析中である。なお、当初の予定していた動物実験は現在進行中である。平成10年度は上記の結果で述べているように、結合型、遊離型に分けての分析を行うと共に、うつ病患者にCMI150mg/dayを4週間投与し、効果、副作用と抗うつ薬の遊離型血中濃度との関連を検討する。【研究目的】抗うつ薬は血中ではそのほとんどが結合型として存在するが、血液脳関門を通過し効果を発揮するものは遊離型と考えられている。抗うつ薬の有効血中濃度を問題にする場合、特に遊離型に着目した研究が重要と考える。そこで我々は抗うつ薬遊離型の有効血中濃度を検討し、あわせて抗うつ薬の効果発現時期や効果の予測因子を検討するものである。【研究方法】抗うつ薬としてはクロミプラミン(CMI)を用いる。分析はクロミプラミンに加え,その代謝産物であるデスメチルクロミプラミン(DC)、ヒドロキシクロミプラミン(HC)、デスメチルヒドロキシクロミプラミン(DHC)の測定も行うこととした。(1)基礎的検討:測定方法としては高速液体クロマトグラフィーを用いる。(2)健常者での測定:健常者にCMI75mgを投与し、2時間後、4時間後、8時間後に採血し、CMI及び上記の代謝産物の測定を行う。(3)うつ病患者での検討:CMI75mgを3日間投与し,その後150mgに増量し,4週間連続投与する。毎週ハミルトンうつ病評価尺度(HRSD)にて評価を行う。治療反応の基準はCMI投与開始前のHRSDに比べ,4週後のHRSDが50%以上低下している場合を反応あり(反応群),そうでない場合を反応なし(非反応群)とした。CM1 75mg服用時及びCMI連続4週間投与後に採血し,血中濃度を測定する。【研究結果】(1)CMI及び代謝産物の保持時間はHDC:1.5分、HC:8.7分、IMI:11分、DC:12.7分、CMI:15分であった。(3)うつ病患者25名にCMIの投与を行い,反応群11名,非反応群は14名であった。両群間で年齢,性には差はなく,治療開始前の重症度にも差はなかった。なお,両群間での血中濃度の違い,初期投与時からの抗うつ薬維持治療中濃度の予測,効果出現時期,結合型・遊離型に分けての検討については現在分析中である。
高度情報化と経済成長・産業構造・貿易摩擦

1.わが国における高度情報化の実証分析を行った。(1)「日本経済の高度情報化:19751985」をまとめた。研究発表栗山参照。(2)わが国の雇用行列を新たに1990年について推計して、情報技術が雇用構造に与えた影響を分析した。1980年から1990年にかけて生産増による雇用誘発効果は2500万人にも達している。技術変化は1870万人の雇用を節約しており、産業構造の変化は240万人の雇用を増やしている。研究発表大平、「多部門分析による1980年代の雇用構造」『高度情報化と経済成長・産業構造・貿易摩擦(2)』1993参照2.日本情報化の比較を行った。アメリカの雇用統計をもとに各産業の電算機関連雇用者数の変化を調べ、わが国の1985年のそれと比較した。1984年頃で両国を比較すると、情報処理技術者の雇用者に占める割合は日米ともに同一、電算機等の操作員の割合も同一である。せん孔機操作員の割合は米国において3倍近く高い。「アメリカ製造業の高度情報化雇用者数」『高度情報化(2)』参照3.テレコム産業の分析を行った。(1)「わが国電気通信産業における公衆網・専用網の計量分析」、(2「広帯域ISDN需要発生のシナリオの検討」、(3)「情報と情報関連財の生産・取引(輸出入を含む)のための経済制度・政策の研究」、以上『高度情報化(2)』参照、(4)「ネットワーク産業としての電気通信広帯域通信(BISDN)時代における電気通信産業組織」、(5)「わが国電気通信産業の供給予測:1996-2015--BISDN建設の経済的基礎」、以上研究発表鬼木参照。研究発表栗山参照。
大容量かつ省エネルギーを実現する先進的通信システムの創出

周波数資源が枯渇する環境において、より低い消費電力で高い伝送レートを達成できる、大容量かつ省エネルギーを実現する先進的通信システムを創出することを目的して研究を遂行した。主要成果としては、(1)送信回路の消費電力の大部分を占めるパワーアンプに着目し、周波数効率を犠牲にすることなくその電力効率を高めるための基礎理論の構築(2)電力効率と周波数効率において優れたトレードオフを達成するための無線通信システムの考案およびその評価、が挙げられる。本研究は、ディジタル変調信号のピーク電力の変動に起因するパワーアンプの効率および伝送レートの限界を明らかにする基礎理論の構築、およびその理論限界を達成する通信方式の設計手法の導出により、厳しい周波数帯域制限下において大容量かつ省エネルギーを実現する先進的通信システムを創出することを目的とする。平成23年度(初年度)は、当初の研究実施計画に忠実に従い、各種変調信号に対するA級およびB級動作のパワーアンプの平均効率の理論解析を行うことにより、変調方式に対する歪みと効率のトレードオフについて明らかにした。さらに、最新の携帯通信規格の上り回線の通信方式として採用されているシングルキャリアFDMA方式に着目し、その信号の瞬時電力分布およびピーク対平均電力比の理論導出を行い、同方式が有する電力効率問題について定量的に明らかにした。現在、同方式に対してもピーク電力を低減して電力効率を著しく改善し得る信号処理手法の検討を行っている。またこれらに加え、複数の送受信アンテナを用いて周波数利用効率を改善するMIMO通信システムの今後の普及も鑑み、MIMO受信回路の計算量削減アルゴリズムについての提案も行った。これらの成果の一部は既に国際会議において発表済み、あるいは採択決定済みである。またIEEEを中心とした論文誌への投稿も行っており、一部は既に採択されるに至っている。本年度は、前年度に導出したA級およびB級の電力増幅モデルに基づく各種変調方式の電力効率の理論式を用い、本研究代表者らが提案しているトレリスシェイピングに基づくピーク電力低減手法の有効性を定量的に明らかにした。さらに、それらが従来より用いられているクリッピング・フィルタリング等の手法よりも優れていることを示した。また、信号点を拡張することにより、さらにピーク電力を低減する手法の提案も行った。トレリスシェイピング手法の欠点として、符号化変調と組み合わせる際に受信側での軟判定値の計算量が膨大となることが挙げられる。そこで本年度は、さらにトレリス構造を利用した新たなピーク電力低減手法を考案した。これらは従来手法の欠点である受信側での計算量の増加を回避できるため、今後の実用化が期待できる。本提案方式については、特許出願を行っており、またIEEEの主要な国際会議にも採択されている。本研究の目的は、周波数帯域制限下でのディジタル変調信号のピーク電力の変動および伝送レートの限界を明らかにする基礎理論を構築し、それに基づき周波数利用とパワーアンプの双方の高効率化を実現する先進的な大容量・省エネルギー通信システムを創出することにある。本年度は、研究計画に従い通信システムの瞬時電力分布と電力増幅器の効率および歪みの関係を理論的に解析し、ピーク電力低減を行わない各種の通信方式において、理想的なA級およびB級電力増幅器を用いた場合の効率の理論限界、および歪みとのトレードオフを定量的に示した。また、第四世代の携帯無線システムの変調方式として採用されているシングルキャリアFDMA方式の瞬時電力分布およびピーク対平均電力比の理論解析を行った。さらに、本研究者が提案しているトレリスシェイピング技術に基づくOFDM信号のピーク電力低減方式の実用性を検証するため、提案手法にビットインタリーブ符号化変調(BICM)を組み合わせたOFDMシステムを設計し、その周波数選択性伝搬路における有効性を計算機シミュレーションにより明らかにした。これらの成果は、国際的に評価の高いIEEEの論文誌および国際会議において採択されるに至っている。最終年度の主要成果は、以下の通りである。1)トレリスシェイピングに基づく直交周波数分割多重(OFDM)信号のピーク電力低減手法に対して簡易かつ効果的な符号化変調方式であるBICMを組み合わせることで、より現実的な周波数選択性フェージング環境下での提案方式の伝送特性を示し、その実用環境での有効性を明らかにした。また多値QAM信号点の領域を拡張して選択できる信号点により高い自由度を導入することで、低演算量で効果的にOFDM信号のピーク電力低減を実現する手法を明らかにした。2)ピーク電力技術の有効性を検証するためには、ハードウェア実装によりフィージビリティ評価が重要である。そこで、今回は簡易なピーク低減手法として実用化が検討されているピークキャンセル法をFPGA基板上に実装し、リアルタイム実装によるその有効性を評価するとともに、その効果的な設計手法を明らかにした。3)衛星通信システムにおけるパワーアンプの高効率化においては、非線形歪みによる特性劣化の影響を軽減ことが重要である。最終年度は、非線形増幅された振幅位相シフトキーイング(APSK)方式に対する簡易な誤り率改善手法を新たに提案し、その有効性を計算機シミュレーションにより明らかにした。4)一般に非線形増幅された信号の特徴を簡易な数式により表現することは困難であると考えられてきた。

これを解決するため、非線形増幅されたOFDM変調方式の自己相関関数の特性に着目し、非線形歪みの影響を簡易に表現できる電力スペクトルの理論式を導出した。また、導出式と計算機シミュレーションおよび実際のパワーアンプを用いた測定実験により得られた結果とを比較することにより、その有効性を明らかにした。これらの一連の成果は、国際的に評価の高いIEEE論文誌やEURASIP論文誌をはじめ、IEEEの主要国際会議GLOBECOM等にも採択されている。26年度が最終年度であるため、記入しない。通信工学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画時の主要テーマであった電力効率の理論解析については計画通り実施しており、当該年度内に国際学会において発表を行っている。シングルキャリアFDMA方式への拡張やMIMO通信路に対するアルゴリズムの考案等は、当初は計画していなかった新たな課題および成果であり、これらを踏まえて当初の計画以上に進展していると評価した。これまでに提案してきたトレリスシェイピングに基づくピーク電力低減手法の有効性を計画通り電力効率改善効果に評価するのみでなく、既に実際のパワーアンプを用いた実測による実証も行っている。また、実用性の点でより優れたピーク電力低減手法を新たに提案し、特許出願を行ったことは、当初計画の範囲を超えており、想定以上に進展しているといえる。計画通りに変調方式と電力増幅器の効率を明らかとしたのみでなく、トレリスシェイピングを施したOFDM方式と符号化変調方式との組み合わせを提案し、それらの有効性を示したことは当初の計画を超えた内容であり、想定以上に進展しているといえる。これまでは帯域制限された変調信号の電力効率問題を理論的に解析することが主であったが、計画書で示したとおり、今後はこの問題を解決するためのより高度な課題に取り組み、一層の研究成果を上げ、優れた国際会議および著名な論文誌上でそれらを発表する予定である。今後は、実際のパワーアンプを用いて新たに提案したピーク電力低減手法の有効性を実証する予定である。また、これらの成果を理論解析および実装面からより詳細に評価し、引き続きIEEE論文誌および国際会議への投稿も行う予定である。今後は、当初の研究計画に従い、ピーク電力低減手法の導入により達成可能な電力効率の理論限界の導出に挑戦するとともに、より現実的な無線通信環境でそれらの有効性を示す予定である。また、一連の研究成果をこれまでと同様に、国際的な評価の高いIEEE論文誌およびICC, GLOBECOM, ISITなどの国際会議で発表していく予定である。
悪性神経膠腫由来のエクソソームを介したミクログリアによる微小環境整備の解明

悪性神経膠腫が分泌するエクソソームによる、腫瘍微小環境の整備機構について研究を進めている。膠芽腫細胞株から抽出したエクソソームをマイクログリア細胞株に添加し、そのマイクログリア細胞内のmRNA発現量の変化を網羅的に解析した予備実験において、候補として挙げられた分子のうち、最も変化量の大きかったThbs1遺伝子に着目した。Thbs1遺伝子は血管新生抑制遺伝子としてこれまでにも多数報告されており、膠芽腫との関与も多く示されている。複数の膠芽腫細胞由来エクソソームをそれぞれ添加することにより、マイクログリア細胞内のThbs1遺伝子の発現が共通して減弱することを定量的PCR法で確認した。さらに、正常星細胞株から抽出したエクソソームを添加しても、マイクログリア細胞内のThbs1遺伝子の発現が減弱しなかったことから、エクソソーム添加によるこの遺伝子発現変化は膠芽腫細胞由来エクソソームに特有の効果であることが示された。次に、当初の計画では次年度に予定していた膠芽腫細胞由来エクソソーム内の制御因子の同定をおこなった。これまでの文献からThbs1遺伝子の発現調節因子を候補として複数分子を挙げ、それぞれが膠芽腫細胞由来エクソソームに含有されるかどうかを、ウエスタンブロット法で確認した。それにより転写調節因子であるWT1タンパクが膠芽腫細胞由来エクソソーム内に含まれることが示された。WT1タンパクは膠芽腫との強い関連が報告されている分子であり、WT1タンパクを標的とした治療も提起されており、今回の実験の結果も妥当であると考えられた。今後は、膠芽腫患者由来検体での発現の確認や、エクソソーム内WT1タンパクの発現変化による微小環境への影響を検証する予定である。実験がスムーズに進行したため。予定通りに遂行する。予定通りに遂行する。
単一分子分光法による広時間領域のスペクトル拡散の研究

パラターフェニル結晶中のペンタセン分子とヘキサデカンのシュポルスキーマトリックス中のテリレン分子を試料として、圧力による遷移周波数のシフトを、4.2Kにおいて一つ一つの分子について測定した。測定したスペクトル線は、圧力によって広がらず、圧力に対して線形のシフトを示した。ペンタセン分子の場合はそれぞれの分子が圧力に対してほぼ同じシフト量を示し、これから母体結晶の圧縮率が得られた。一方、ヘキサデカンの場合は、シュポルスキーマトリックスの不規則性を反映し、シフト量は各分子で大きく異なる値を示した。テリレンの吸収帯の短波長側では圧力によって遷移エネルギーが長波長側へシフトしたが、吸収帯の長波長側では短波長側へシフトする分子も観測された。この結果はテリレンの立体異性体の存在によって理解できた。一方、均一スペクトル幅の温度依存性を、2Kから5Kの温度範囲で一つ一つの分子について測定した。得られた温度依存性は、温度の1乗に比例する分子、温度の2乗に比例する分子の他に、温度による幅の増加がほとんど見られない分子も見出された。これは、各分子の周囲の環境がさまざまに異なっていることを示している。さらに、励起光の強度を変えたときの、それぞれの単一分子の蛍光の強度と蛍光線の幅の飽和特性を測定した。多数の分子に対する測定から、分子ごとに異なる飽和特性が測定された。これは、主に分子による配向の違いを反映していると考えられる。蛍光線の中には、蛍光強度が突然変化するものもあり、遅い掃引においてもスペクトル拡散が観測できることが確かめられた。顕微鏡の対物レンズを用いて、共焦点配置の、単一分子蛍光の測定系を構築した。対物レンズを通して励起光を集光し、同じ対物レンズによって試料からの蛍光を集めた。対物レンズは液体ヘリウムクライオスタットの中に入れ、試料面からの距離と試料面内での位置を、外部制御によって掃引できるようにした。この装置によって、高い効率で蛍光を集め、集光条件を精密に制御し、一つずつの分子を空間的に選択して測定を行なうことが可能となった。ヘキサデカン中のテリレン分子を試料として、上記の測定装置を用いて単一分子スペクトルの測定を行なった。励起光源としては単一モード色素レーザーを用い、蛍光は光電子増倍管とフォトンカウンターによって、0.5-1秒程度の積算時間で測定した。励起光の強度を変えたときの、それぞれの単一分子の蛍光の強度と蛍光線の幅の飽和特性を測定した。最も低い飽和強度を示す分子の測定結果から、対物レンズの集光系の、集光特性を評価した。現在、フォトンカウンターのかわりにマルチチャンネルスケーラーを用い、繰り返し高速掃引による蛍光測定を行なって、掃引速度と飽和特性の変化の関係の評価を行なっている。ヘキサデカン中のテリレン分子を試料として、均一スペクトル幅の温度依存性を、2Kから5Kの温度範囲で一つ一つの分子について測定した。得られた温度依存性は、温度のべき乗に比例する分子が大半を占める一方で、温度による幅の増加がほとんど見られない分子も見出された。一方、圧力による遷移周波数のシフトも一つ一つの分子について測定した。測定の精度をより高めるために、顕微鏡の対物レンズを用いて、共焦点配置の、単一分子蛍光の測定系を構築した。対物レンズは液体ヘリウムクライオスタットの中に入れ、試料面からの距離と試料面内での位置、外部制御によって掃引できるようにした。

この装置によって、高い効率で蛍光を集め、集光条件を精密に制御し、一つずつの分子を空間的に選択して測定を行なうことが可能となった。この測定装置を用いてヘキサデカン中のテリレン分子の単一分子スペクトルの測定を行なった。励起光の強度を変えたときの、それぞれの単一分子の蛍光の強度と蛍光線の幅の飽和特性を測定した。多数の分子に対する測定から、分子ごとに異なる飽和特性が測定された。これは、主に分子による配向の違いを反映していると考えられる。最も低い飽和強度を示す分子の測定結果から、対物レンズの集光系の、集光特性を評価した。蛍光線の中には、蛍光強度が突然変化するものもあり、遅い掃引においてもスペクトル拡散が観測できることが確かめられた。
生体ゆらぎを模倣するリラクサー・スピングラス材料創製と情報処理デバイス研究

表面プラズモンは、高感度なバイオセンシングに効果的な光学現象として知られており、表面プラズモン励起には、通常レーザーやランプ等の外部光源が必須である。極微表面での双極子ゆらぎとしてとらえて、"Lab on tip"で動作する表面センシング発光デバイスの創製に向けて、金属と酸化物半導体のハイブリッド構造の形成、及びその物理的性質の解明を目指した研究を実施した。更に、非調和の分子振動と表面プラズモンモードの同時観測に向けて、近赤外域のプラズモン励起に着目した研究も併せて実施した。金属・量子井戸ヘテロ構造におけるプラズモン・励起子結合を検証するため、金属・量子井戸ヘテロ構造を作製した。量子井戸層表面上にプラズモン励起を示す金属量子ドットが均一に形成され、金属と量子井戸層はナノスケールで空間分離していることが分かった。プラズモンと励起子間の光結合の時定数は、金属と量子井戸間の空間距離及び波長に強く依存した。理論的に導出された結合時定数は、実験的に観測された時定数と類似した。この結果は、量子井戸からの発光エネルギーが、金属ナノ構造上のプラズモン励起への寄与を示唆しており、表面プラズモンを介した発光センシングの可能性を明らかにした。さらに、金属伝導性酸化物(In_2O_3,ZnO)表面上の表面プラズモン(SPR)モードについて検証した。近赤外領域において観測され、母体の電子密度や移動度等の物理的性質に関連することを明らかにした。水のOH振動に起因する非調和振動モードが観測され、通常の全反射(ATR)法と比較して高い感度を与えた。今後は、プラズモン共鳴周波数の変化とスピングラス、双極子グラス(リラクサー)と発光特性の相正を解明し、センシング機能を評価・検討していく予定である。生体に学ぶ"ことで、これまで"悪者"であった"ばらつき、ゆらぎ"を積極的に活用した新しいデバイス(情報処理素子、メモリ素子)の為の新材料開発を目指すものである。生体が生来備え、巧妙に活用している"情報のゆらぎ:確率共鳴現象による情報処理原理"を利用するという、従来とは、全く逆の発想(アプローチ)により、生体機能模倣デバイス:確率共鳴デバイスを目指した新材料を創製する事を目的として研究を実施した。先行研究で開発した、室温でスピングラス(クラスターグラス)を示す材料:スピネル型フェライト材料(Appl.Phys.Lett.78(2001)512&76(2000)1179)を活用して、その"スピンゆらぎ"を利用することで、生体ゆらぎの模倣を試みる。磁性イオンと非磁性イオンの拮抗が生み出すスピンフラストレーションがスピングラス創出のポイントとなる。具体的な材料としてこれらを、レーザーMBEにより、SrTiO3,Al2O3基板上ヘエピタキシャル成長させた薄膜を形成し、MCD,SQUID等による磁気物性評価、およびマイクロプローバによる輸送特性評価を行った。さらに、電荷整列型強誘電体の薄膜化を試みた。特に、多層超構造を有し、多彩な物性を発現すると期待される六方晶鉄酸化物RFe2O4(R:希土類元素またはIn)に注目し、PLD法を用いることで従来成功していないかった薄膜化に成功した。これは菱面体晶系(空間群R3m)に属する層状酸化物でありFeイオン混合原子価状態(RFe2+Fe3+O4)をとるフェリ磁性体(または反強磁性体)である。Feイオンは三角格子二層を単位とする擬2次元層構造を有し、また電荷の配置に関してフラストレーションを実現するため、Fe2+とFe3+の超格子構造が出現する。また、ある転移温度以下でFeイオンの電荷整列により自発分極が発生するため、マルチフェロイック材料としての応用が期待される。

今後は、プラズモン共鳴周波数の変化とスピングラス、双極子グラス(リラクサー)と発光特性の相正を解明し、センシング機能を評価・検討していく予定である。
短半減期エリスロポイエチン誘導体とFGF2を用いた神経再生と神経保護の研究

エリスロポイエチン(以下EPO)は古典的な造血ホルモンとしての作用以外に、apoptosis抑制、組織幹細胞の増殖促進、血管新生促進、炎症反応抑制などの生理作用を介して虚血環境下の組織障害を軽減し得ることが近年の研究から示唆されている。但しEPO投与による骨髄造血の促進はヘマトクリットの上昇をもたらし、虚血臓器における血栓性合併症をむしろ助長してしまう可能性もある。糖タンパク質であるEPOは、糖鎖に結合しているシアル基が外れると速やかに肝臓で代謝される。今回我々はEPOを脱シアル化したアシアロ・エリスロポイエチン(以下Asialo-EPO:生体内半減期は約3分)を用いてラット重症脳梗塞モデル(中大脳動脈閉塞)に対する治療実験を試みた。治療群としてEPO・Asialo-EPO・PBS投与の3群を設け、前2群は一回あたり5U/gを脳梗塞作成の当日・2日後・4日後の計3回にわたり経静脈的に投与した。脳梗塞から14日目の時点でEPO群およびAsialo-EPO群は、PBS投与群に比べ統計学的に有意な神経症状の改善を示し、かつこれらの症状改善効果は同等であった。これに対し、血中のヘモグロビン濃度およびヘマトクリット値はAsialo-EPO群とPBS群が同等であったのに対し、EPO群は他群と比べday2以降有意な上昇を示した。本研究結果は「短半減期エリスロポイエチン誘導体"Asialo-EPO"が脳主幹動脈閉塞を伴う重症脳梗塞に対し、全身性の造血活性を惹起することなくEPOと同等の治療効果を発揮する」という我々の研究仮説を支持しており、EPOに比べAsialo-EPOは虚血性脳卒中に対してより適した治療薬として応用できる可能性がある。また組み換え型ヘルペウイルスによるFGF-2遺伝子治療を同モデルに行った結果、虚血分水界領域における神経細胞死の抑制効果と海馬領域での組織幹細胞分裂の促進効果が確認された。血管老化とも言うべき動脈硬化は、心筋梗塞や脳血管障害など日本人の死因の半数近くを占める疾患の主たる原因病態であり、血管新生の促進効果及び動脈硬化の進行抑制効果を有する新しい治療法の開発は動脈硬化が背景にある脳梗塞も含めた虚血性疾患の治療と予防にとって有意義と言える。われわれはこの治療に、血中半減期の短い脱シアル下エリスロポイエチン(asialo-Epo)と繊維芽細胞増殖因子(FGF)を用いた治療実験を行っている。現在までの知見として、ラット中大脳動脈閉塞モデルにおいてasialo-Epo,Epoを腹腔内投与すると、両者の投与でともに、同等の脳梗塞巣の減少および神経症状の改善を認めた。一方で、Epoの投与では抹消血液中でのヘモグロビン、ヘマトクリット値の上昇を認めたが、asailo-Epoの投与では、両者の上昇は認めず、多血症の発生は認めなかった。このことは脳梗塞の臨床治療における安全性を担保する所見と考えられた。一方、FGF遺伝子を導入した骨髄幹細胞を、ラット中大脳動脈閉塞モデル脳内に投与することにより、脳梗塞巣の減少および、神経脱落症状の改善を認めた。またこの細胞を移植することにより、脳梗塞巣周囲でのFGF蛋白の発現が長期間に渡って観察できた。今後は両者の併用により、脳梗塞ラット脳内での、神経再生が生じるかどうか、免疫組織化学あるいは電気生理学的な検討を重ね、より強力な脳保護効果の発現が起こるかどうか観察をしていく予定である。
熱塩フロントを通じての海水交換

東京湾、伊勢湾、瀬戸内海などの湾口に冬季海面冷却と淡水流入に起因する熱塩フロントが海面から海底まで発達することは良く知られている。従来この熱塩フロントは壁のように存在し、沿岸水と外洋水の海水交換を著しく妨げると考えられてきた。しかしYanagi etal(1989)は東京湾口の熱塩フロントの詳細な観測結果をもとに、表層で収束した沿岸水と外洋水はフロント域で混合・沈降し、沿岸水の一部は外洋中層に、外洋水の一部は沿岸底層にそれぞれ侵入していることを初めて明らかにした。そこで本研究では(1)東京湾の詳細な地形を再現した水平2Kmメッシュ、鉛直4層位のレベルモデルを用いて、冬季湾口に発達する熱塩フロントを再現した。(2)オイラ-・ラグランジェ法を用いて、(1)で開発した数値モデル内の沿岸水の挙動を明らかにした。(3)その結果東京湾の沿岸水は湾岸西寄りに南下し、湾口の熱塩フロントで沈降し、一部は湾岸東寄りの中・底層を北上し、次第に沿岸水全体と混合していくこと、一部は外洋中層に侵入していくことが明らかとなった。(4)上記の結果を東京湾内の全窒素に適用すると、東京湾に流入する11万トン/年の窒素の内9万9千トン/年は湾外に流出するが、熱塩フロントを通じての流出量は4万1千トンとなり、全体の40%に達することが明らかとなった。
会話エージェントによるグループ討論コミュニケーションスキルの評価と改善支援の研究

本研究ではグループ討論での言語・非言語行動を収集し,音声,言語,姿勢,視線等の情報から,コミュニケーションスキルの推定や議論中の重要発言の検出を行うモデルを機械学習を用いて作成した.40人の実験参加者によるコーパス収集実験を行い,約14000発話を収集した.コミュニケーションスキルの高低を推定する精度は93%を達成し,重要発言の検出は,F値で約0.7を達成した.また,ロボットによる会話介入システムも開発し,その有用性を確認した.H25年度は,グループディスカッションの対話収集実験を行うことにより,対話コーパスを構築することを主要な目標とした.まず,内外のマルチモーダル対話コーパスの調査,および採用選考で用いられるグループディスカッションのテーマについての調査を行い,実験デザインや使用機材について検討した.その結果,いくつかの要素が提示され,その優先順位を決めることが求められるインバスケット課題を1課題と,条件が詳しく設定された状況において,分析して話し合う形式のケーススタディ課題を2課題実施することとした.また,できるだけ豊富なデータを収集することを目指し,ヘッドセットマイクによる発話音声,加速度センサによる頭部の動き量,頭部および腕部のモーションキャプチャデータ,ウェブカメラによる正面からの顔映像,Kinectによる骨格情報および深度情報,メガネ型アイトラッカを用いた視線情報を各グループ4名の会話参加者全員について計測し,これら全てのデータの同期をとったコーパスを構築した.性格がコミュニケーション行動にも表れることが知られているので,これらの行動データに加え,NEO-FFI性格特性評定テスト日本語版による性格特性検査も行った.成蹊大と立命館大の2か所で全く同じ実験環境を整え,2か所で,合計20グループ,80人以上の協力者により,60会話以上のグループディスカッションデータを収集することができた.また,収集したデータを用いた初期分析として,参加者のBig-five性格特性と,外面から観察できる音声韻律特徴や加速度センサに基づく頭部変化量との関係を分析し,外向性,協調性,勤勉性の高い/低い参加者に見られる非言語特性を明らかにした.H26年度は,前年度に収集したマルチモーダルコーパスの分析,モデル化を中心に取り組んだ.以下に,本コーパスを利用して得られた成果を列挙する.(1)影響的な発話(influential statement)の予測:新たなアイデアの創出に寄与し,論点に関する他者の意見を誘引するような「影響力のある発言」を頻繁に行う参加者は,議論をリードする人物であると考えられる.このことから影響力のある発言を検出することにより,議論の流れの追跡や,参加者のコミュニケーションスキルの予測が可能であると考えられる.そこで,収集したコーパスを利用し,韻律情報,加速度センサによる頭部動作の情報から,グループディスカッションにおいて影響力のある発言を予測するモデルを作成した.提案モデルの性能は,良好であり,F-measureは0.74である.また,影響力のある発言をより頻繁に行う人は,ファシリテーション能力が高いと評価されることも確認できた.(2)コミュニケーション能力の推定:採用経験者に収集したデータのビデオを見てもらい,コミュニケーション能力,傾聴する姿勢,双方向の円滑なコミュニケーション,情報伝達力,論理的で明瞭な主張,の各観点について各被験者を評価してもらった結果を,コーパス中の言語・非言語情報から予測する重回帰モデルを作成した.その結果0.70.9程度の重相関係数が得られ,当てはまりのよいモデルを得ることができた.H27年度の主な成果は次の2点である.(1)前年度に提案した「コミュニケーション能力の推定」,および「議論中の重要発言の自動検出」の2つの手法について,精度と信頼性を向上させた.(2)すでに手法が完成しているリーダーシップ,優位性の推定手法を実装し,議論ファシリテーションロボットのプロトタイプを作成した.「コミュニケーション能力の推定」手法については,発話に含まれる単語品詞回数,発話ターン,韻律情報,頭部動作量を特徴量として抽出し,人事採用経験者より判定された各参加者のコミュニケーション能力値を推定するモデルを機械学習により構築した.評価実験の結果,総合的なコミュニケーション能力に関する評定値を,高群・低群の2クラスの分類タスクで0.93の分類精度を達成した.また,コミュニケーション能力を推定するために有効な特徴量を明らかにし,コミュニケーション能力の高・低群で特徴的に現れる行動の特徴を明らかにした.また,「議論中の重要発言の自動検出」については,モデルの信頼性向上に努めた.新たな試みとして,文書要約の研究アプローチを採用し,議論の要約に含めるべき発言を重要発言とみなし,これらを議論参加者の注視行動,頭部動作,韻律情報といった非言語行動,さらにそれらの共起関係から推定する2値分類モデルを提案した.評価実験の結果,6割の評価者が一致して重要であると判断する発言をF値42.3%,再現率約70%の性能で検出できることを確認した.提案モデルは,従来の音声・言語情報を用いたモデルに比べて遜色ないだけでなく,自動的に抽出される情報のみを用いているために,将来的にはシステム化も可能なものである.ファシリテーションロボットについては,プロトタイプシステムの評価実験を行った結果,ロボットが介入することにより,会話参加者間の発話数の格差が縮まる効果が確認され,本プロジェクトの研究成果の有用性を示すことができた.

多人数の議論コミュニケーションにおける参加者の特徴推定,議論のトラッキングについては,26年度に作成したモデルの精度,信頼性を大きく向上させることができ,実装レベルに達したと考える.プロジェクト後半の目標である推定モデルの実装と議論支援技術への応用についても,開発を開始しており,ファシリテーションロボットのプロトタイプ実現はその成果である.以上,本プロジェクトは予定通り順調に進行している.最終年度であり,ジャーナル論文,国際会議論文,特許,科研費メンバでの国際会議運営など,多くの成果を得ることができた.主なものを以下にまとめる.(1)コミュニケーション能力の推定:会話参加者の表出するマルチモーダル情報から「コミュニケーション能力」を推定するモデルの構築・評価を行った.発話内容に含まれる単語品詞回数,発話ターン,韻律情報,頭部動作量を特徴量として抽出し,人事採用経験者より判定された各参加者のコミュニケーション能力値を推定するモデルを機械学習により構築した.評価実験の結果,総合的なコミュニケーション能力に関する評定値を,回帰タスクで最大0.62の決定係数R2,高群・低群の2クラスの分類タスクで最大0.93の分類精度を得た.また,各要素項目と総合的なコミュニケーション能力を識別するために有効な特徴量を明らかにし,コミュニケーション能力の高・低に分類される参加者に見られる特徴を明らかにした.本研究について,ジャーナル論文への採録(人工知能学会創設30周年記念特集論文最優秀賞受賞),マルチモーダルインタラクションのトップカンファレンスであるICMI2016での発表,特許出願の成果が得られた.(2)重要発言の推定:議論の要約に含めるべき発言を,議論参加者の注視行動,頭部動作,韻律情報といった非言語行動,さらにそれらの共起関係から推定する2値分類モデルを提案した.発言の重要度に応じて複数のモデルを作成した結果,6割の評価者が一致して重要であると判断する発言をF値0.700,再現率では約0.7の性能で検出できた.提案モデルにより議論時間長を45%に短縮した要約の生成が可能である.本研究については,ジャーナル論文への採録,ICMI2016での口頭発表(採択率17%)の成果が得られた..本研究ではグループ討論での言語・非言語行動を収集し,音声,言語,姿勢,視線等の情報から,コミュニケーションスキルの推定や議論中の重要発言の検出を行うモデルを機械学習を用いて作成した.40人の実験参加者によるコーパス収集実験を行い,約14000発話を収集した.コミュニケーションスキルの高低を推定する精度は93%を達成し,重要発言の検出は,F値で約0.7を達成した.また,ロボットによる会話介入システムも開発し,その有用性を確認した.初年度のコーパス収集,2年目のコーパスの分析については概ね予定通り進行している.「影響力のある発言」の予測については,モデル化がほぼ完了し,モデルを実装することにより,影響力のある発言を検出するシステムの開発にも取り掛かっている.しかし,特にリアルタイムでのデータ処理を実施しようとする場合,各センサに様々なノイズへの対処が必要となり,モデルにデータを適用するまでの前処理の必要性が明らかになった.したがって,システム化については今年度も引き続き取り組んでゆく予定である.最終年度に当たるH28年度は,これまでに提案してきたモデル・手法の有用性を示すことに中心的に取り組む予定である.具体的には以下のことに取り組む.