hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光学活性三環性ラクトンをキラル素子とした生理活性天然物の不斉合成

メビニン酸類については、まずその基本戦略確立のためジヒドロコンパクチンについて検討した。市販の1,3-シクロヘキサンジオンを出発原料に用いて誘導したプロパルジルエーテルを塩基性条件下で処理することによりアレニルエーテルを経由した分子内Diels-Alder反応が進行し、更に得られた付加体を酸性条件下メタノールで処理することによりメチルアセタール体が得られた。このものをハイドロボレーション・酸化を行いケトン体にした後エノン体に誘導し、メチル化・エピメリ化を行い、更に引き続く変換により既知の合成鍵中間体へ変換することができた。上で確立した方法に準じて、市販の3-メチルシクロヘキサノン(光学活性体)から誘導した光学活性プロパルジルエーテルを出発材料に用いて同様の変換を行うことにより、ジヒドロメビノリンの重要合成鍵中間体を光学純品として得ることに成功し、その形式全合成を達成した。ナギラクトン類についてはその基礎研究として、従来脱離反応が競合することが知られ有用性が限定されていたエステル類の分子内Diels-Alder反応について構造-反応性相関について検討を加えた。その結果、プロピオン酸エステル類において、適当な置換基の存在によりジエン部分のコンフォメーションを固定することにより、室温でも用意に分子内Diels-Alder反応が進行することを見いだした。ここで得られた三環性ラクトンは抗腫瘍活性を有するナギラクトン類及びミロシンの合成素子として有用であると考えられる。メビニン酸類についてはジヒドロコンパクチンの形式全合成及びジヒドロメビノリンの不斉合成を達成できたが、ナギラクトン類及びミロシンについては今後の更なる検討が必要であり、引き続き奨励研究(A)に申請する予定である。
中国民事訴訟の手続構造と訴訟運営の規律－日本民事訴訟との比較研究

本研究は、(1)中国民事訴訟の手続構造について、全面改正の動向を踏まえ法と運用両面から分析を行い、(2)日中両国の審理方法と訴訟運営を比較研究することにより、普遍的なものと固有なものを明らかにし、両国にとってのあるべき審理方法と訴訟運営の検討を行った。上海の裁判所での調査を実現し、裁判官方との討議により、日中両国の民事訴訟についての理解を深め、上海の裁判所における要件事実に基づく訴訟運営につき、日中両国の法学者による研究会を東京で開催し、深く議論なされた。最終年度には、九州において研究会を重ね、(1)(2)の研究を進めることができた。今後の日中両国にとって意義ある考察ができたものと考える。本研究は、(1)中国民事訴訟の手続構造について、予定されている全面改正の動向を踏まえながら、法と運用実態の両面から分析を行い、(2)日中両国の審理方法と訴訟運営のあり方を比較研究することにより、普遍的なものと固有なものを明らかにし、両国それぞれにとってのあるべき審理方法と訴訟運営を検討することを目的とする。とりわけ、社会変動が激しく、様々な格差を内包する現代中国における裁判所の後見的介入、地域と事件類型による適切な訴訟運営の必要性に鑑み、現在の実務と今後の方向性につき、我が国との比較において考察したいと考える。本年度は、(1)については、2012年の中華人民共和国民事訴訟法の改正を受け、北京に赴き、北京に赴任されている中国民事訴訟法・民事関連法改善プロジェクトの長期派遣専門家および中国人民事訴訟法学者等と討議、情報交換を行い、収集した関連文献・情報等も併せ、改正後の中国民事訴訟の方向性、手続構造の把握に努めた。(2)については、当事者主義への転換と裁判官の後見的介入のあり方、開廷審理前の準備のあり方、訴訟上の和解の勧め方等、民事訴訟の各場面における運用実態についての調査を目的とし、上海市の基層人民法院を訪問し、2日間にわたり、裁判官7名と討議、情報交換を行った。主たる内容は、1)長寧区法院における手続の実際、2)裁判官の裁量の規律における要件事実の役割、3)釈明権行使の有り方、4)裁判官の養成、5)弁護士の役割、6)裁判所の経費、7)改正後の民事訴訟等についてであった。また、新たに建設中の裁判所の設備を見学し、日本との比較において意見交換も行った。北京では、精華大学での民法サロンに出席し、中国の十余名の裁判官、学者と自己を含む3名の日本人とで民法および民事訴訟実務、理論における日中両国の比較検討を行った。日本の民事訴訟については、関連文献を読み進めている。本年度は、(1)については、2012年の中華人民共和国民事訴訟法の改正を受け、昨年度に引き続き、中国北京に赴き、北京に赴任されている中国民事訴訟法・民事関連法改善プロジェクトの長期派遣専門家および中国人民事訴訟法学者等と討議、情報交換を行い、関連文献・情報等の収集を行い、改正後の中国民事訴訟の方向性、手続構造の把握に努めた。(2)については、創価大学にて、中国北京より、肖建国教授(人民大学法学院)、王亜新教授(清華大学法学院)、日本側からは、河上正二教授(東京大学大学院法学政治学研究科)、水津太郎准教授(慶応義塾大学法学部)、大場浩之准教授(早稲田大学法学学術院)、伊藤滋夫創価大学名誉教授をお招きし、研究会を開催し、我が国とは相当異なる役割を担う中国の裁判所・裁判官の下、その裁量の規律を目的として導入が試みられている要件事実論につき、我が国との比較において検討を行った。

本年度は、(1)にある中国民事訴訟法の改正については、2011年10月、中華人民共和国民事訴訟法改正案が公表された。それを受けて、国内でできる情報収集を行うとともに、同年11月、北京に赴き、中国人研究者、日本国際協力機構(JICA)中華人民共和国事務所、派遣されている法整備支援民事訴訟法担当者等と面談し、情報を得るとともに意見交換を行った。その成果は創価大学法科大学院の紀要に発表している。また、2012年3月には再度北京に赴き、その後の動向を調査するとともに、改正について検討を続けている。審理方法と訴訟運営のあり方についての研究においては、運用実態等の調査を行うべく、2012年3月訪中の際に北京の裁判所を視察し、民事裁判を傍聴した。弁護士事務所でも聞取り調査を行った。調査結果については、2011年11月と2012年3月に中国で収集してきた文献と併せ検討し、次の調査に向けて整理している。本研究は、(1)中国民事訴訟の手続構造について、予定されている全面改正の動向を踏まえながら、法と運用実態の両面から分析を行い、(2)日中両国の審理方法と訴訟運営のあり方を比較研究することにより、普遍的なものと固有なものを明らかにし、両国それぞれにとってのあるべき審理方法と訴訟運営を検討することを目的とし、社会変動が激しく、様々な格差を内包する現代中国における裁判所の後見的介入、地域と事件類型による適切な訴訟運営の必要性に鑑み、現在の実務と今後の方向性につき、我が国との比較において考察したいと考えた。本年度は、(1)については、2012年の中華人民共和国民事訴訟法の改正を受け、昨年度に引き続き、中国北京で情報・文献収集に努めるとともに、(2)についても、改正後の中国民事訴訟の動向を踏まえ、これまでの調査・研究結果を基に、九州大学の研究者を中心として行われてきた「日中民事訴訟法比較研究」をテーマとする研究会に参加し、検討を重ねた。研究会には、研究者のみならず、中国で活躍されている弁護士、また、北京に赴任されている中国民事訴訟法・民事関連法改善プロジェクトの長期派遣専門家も参加され、本研究が目的とした手続構造、審理方法・訴訟運営共に、日本との比較における多様な角度からの深い検討を行うにあたり、大いに意義を有した。また、当研究会は、「日中民事訴訟法比較研究」として、民事訴訟法全般にわたる日中両国の執筆者による共著を出版予定であり、本研究の成果として、「中国民事審理方式変革の比較法的考察」をテーマとして論文とした。民事訴訟法中華人民共和国民事訴訟法の改正が実現したので、中国民事訴訟法の今後の方向性を見極めたうえで研究を進めることができることとなった。また、日本人も中国人も最も相応しい対象に聴き取り、意見交換を行うことができた。改正民事訴訟についての研究の面では、北京に赴任されている中国民事訴訟法・民事関連法改善プロジェクトの長期派遣専門家である日本人弁護士であり、日本の民事訴訟もよく知る中国人民事訴訟法学者である。中国民事訴訟の実務・訴訟運営については、中国民事訴訟のこれまでの問題を踏まえ、先進的な試みを実践している上海の裁判所である。文献資料も順調に入手でき、読み込むことができている。しかし、行う予定であった北京・上海とは経済発展の状況も生活も異なる内陸部の地域の裁判所の調査は、中国国内事情および日中関係の影響により、延期せざるを得なかった。現段階では、文献のみに拠っている。改正後の民事訴訟法についての分析、検討、文献資料の読込みも進んでいる。
新生児・乳児のfunctional MRIと行動発達

昨年の研究で我々は新生児のfMRIが生後8週を境にしてまったく逆の反応を示すことを報告した。今回はこの時期に新生児・乳児の行動パターンがどのように変化するのかを検討した。対象:危険因子の少ない新生児8例について生後1カ月から生後4カ月まで行動観察を行った。また周産期に軽度異常を認めた新生児・乳児9例については触覚刺激によるfMRIを行った。方法:行動観察は当大学小児科外来にて行った。児を裸にしてベッドの上に仰臥位にして置き、手足に反射テープを巻き光に照らしながら8mmビデオフィルムにその自然な運動(general movements(GM))を10分間録画した。録画したビデオテープを2次元運動解析装置に取り込み手足の運動の軌跡を描出した。また同時に運動パターンを規定しそのアクトグラムを作製した。触覚刺激によるfMRIは光刺激によるfMRIと同じ装置を用いて行った。手掌および足の裏をこすることで触覚刺激を与えた。結果:四肢の運動の軌跡は生後2カ月が最も単純になったが、その前後は複雑であった。アクトグラムでも生後2カ月で運動のレパートリーが最も少なくなった。触覚刺激によるfMRIも光刺激と同じように生後2カ月を境に劇的に逆転するのが認められた。考察:fMRIでもGMの変化についても生後2カ月が大きな変化の時期であることが分かった。
圧縮点火機関-調速機系の安定性およびハンチングの非線形力学

閉ループ・機関・調速機系の不安定およびリミットサイクルの振幅・周波数に及ぼす諸因子の影響を明らかにし,線形近似計算とも対照した.その内容は以下のように要約できる. (1)サブベンチュリ負圧の応答遅れに並んで機関回転軸系の慣性モーメントの影響はきわめて大きく,その値を標準値(供試機関の値)の1.8倍以上に与えるとほぼ全回転速度域においてハンチングはあらわれない.(2)調速機系の等価質量を小さくしていくとごく低い回転速度域を除いてリミットサイクルは消滅する.ただし現実には質量を小さくすることは難しい.(3)調速機系の減衰係数を変えてもリミットサイクルは消滅しない.(4)調速機系の調節棒復原ばねの自然長を短くすると最大振幅を示す回転速度域は低回転速度側に移動するが,振幅の最大値はほとんど変わらない.復原ばね定数を大きくすると振幅は小さくなる.ただし自然長を短く,ばね定数を大きくすると制御力が小さくなるから現実には大きな設計変更は難しい.(5)各シリンダ吸気行程に基づく短周期波を無視すると振幅計算値は非常に大きくなり,周波数は低くなって実測値と合わない. (6)調速機なしでの機関運転を不可能にする回転速度に対するトルク勾配,右上り特性がリミットサイクル挙動に及ぼす影響は小さい.調節棒変位に対するトルク勾配を小さくしていくとリミットサイクルは消滅する.ただし現実の機関ではトルク勾配は大きくなる傾向にある.以上の結果から,閉ループ・機関・調速機系の非線形リミットサイクル挙動に及ぼす支配的因子が明らかになり,また設計の観点からは,機関の小形化・出力増大を図るほど速度制御系の設計点は不安定になりやすく,ハンチング領域は広がり振幅が増大することがわかった.従って本研究の成果はリミットサイクル挙動を明らかにするとともにハンチング振幅を予測する上で有用であろう.閉ループ・機関・調速機系の不安定およびリミットサイクルの振幅・周波数に及ぼす諸因子の影響を明らかにし,線形近似計算とも対照した.その内容は以下のように要約できる. (1)サブベンチュリ負圧の応答遅れに並んで機関回転軸系の慣性モーメントの影響はきわめて大きく,その値を標準値(供試機関の値)の1.8倍以上に与えるとほぼ全回転速度域においてハンチングはあらわれない.(2)調速機系の等価質量を小さくしていくとごく低い回転速度域を除いてリミットサイクルは消滅する.ただし現実には質量を小さくすることは難しい.(3)調速機系の減衰係数を変えてもリミットサイクルは消滅しない.(4)調速機系の調節棒復原ばねの自然長を短くすると最大振幅を示す回転速度域は低回転速度側に移動するが,振幅の最大値はほとんど変わらない.復原ばね定数を大きくすると振幅は小さくなる.ただし自然長を短く,ばね定数を大きくすると制御力が小さくなるから現実には大きな設計変更は難しい.(5)各シリンダ吸気行程に基づく短周期波を無視すると振幅計算値は非常に大きくなり,周波数は低くなって実測値と合わない. (6)調速機なしでの機関運転を不可能にする回転速度に対するトルク勾配,右上り特性がリミットサイクル挙動に及ぼす影響は小さい.調節棒変位に対するトルク勾配を小さくしていくとリミットサイクルは消滅する.ただし現実の機関ではトルク勾配は大きくなる傾向にある.以上の結果から,閉ループ・機関・調速機系の非線形リミットサイクル挙動に及ぼす支配的因子が明らかになり,また設計の観点からは,機関の小形化・出力増大を図るほど速度制御系の設計点は不安定になりやすく,ハンチング領域は広がり振幅が増大することがわかった.従って本研究の成果はリミットサイクル挙動を明らかにするとともにハンチング振幅を予測する上で有用であろう.1.ピストンの作動にもとずく短周期波を無視し、燃料噴射過程を連続系として、サブベンチュリ負圧の遅れを考慮した閉ループ・機関・調速機系の線形化微分方程式を導き、実測値および非線形数値計算結果と対照して線形近似の適用限界を明らかにした。その内容は次記の三つに要約できる。(1)サブベンチュリの遅れを考慮していない従来の線形理論が現実に適合しないのに比べて、上記線形理論はハンチング発生をよく予測できるが、ハンチング発生回転速度の下限値を予測することはできない。すなわち、非線形計算では平均回転速度650820rpmで大振幅を示し実測値と一致するが線形計算では850rpm以下の回転速度域ですべて不安定となる。(2)不安定領域における振動数の線形理論による計算値は実測値にほぼ等しい。(3)非線形計算による振幅の成長率の大小はハンチング(リミットサイクル)の振幅の大小と一致しているのに比べて、線形理論による不安定振動振幅の対数成長率は最大ハンチング時の750rpm近くで極大値を示すが、それ以下の回転速度域でもそれほど小さくならずほぼ一定である。最大ハンチング時の回転速度における振幅の対数成長率は非線形計算の場合の約2倍である。2.平衡状態の不安定におよぼす諸因子の影響について線形近似計算により調べた。3.リミットサイクルの振幅および振動数におよぼす諸因子の影響を非線形シミュレーション計算により調べた。4.上記の研究結果を基にしてリミットサイクルの振幅と振動数を決める支配的因子を明らかにし、全体の系をできるだけ簡単な非線形系に抽象化してリミットサイクル生成機構を求める。
大規模医療情報と既存承認薬を活用した新たなバンコマイシン関連腎障害予防戦略の開発

VCM関連腎障害の発生機序に立脚した予防薬開発を行うため、データベース解析により得られた候補薬をモデル動物と培養細胞を用いて検討を行った。初めに米国食品医薬品局に集積された約800万例の薬剤副作用報告の大規模データベース(FDA Adverse Event Reporting System: FAERS)の解析により、VCM関連腎障害発症率を低下させる可能性のある薬剤を抽出した結果、約70種類の既存承認薬が得られた。次に、遺伝子発現データベース(Gene Expression Omnibus: GEO)を用いてVCM関連腎障害により変動する遺伝子発現変化を解析し、逆の変化を示す薬剤を候補薬として抽出した。2つのデータベースを使用した解析において、いずれも候補薬として挙がったのは数種類であったため、これらの数種類の候補薬をバンコマイシン関連腎障害モデルマウスに投与した。そのうちの2種類の候補薬は、モデルマウスにおいて生じた腎重量の増加、尿細管障害を抑制した。また、腎機能の指標である血清クレアチニンおよび血中尿素窒素(BUN)の上昇も抑制した。これらの2種類の候補薬は、培養尿細管細胞を用いた検討においても、VCMによる尿細管細胞死を抑制することが確認できた。以上、データベース解析により得られた候補薬をモデル動物や培養細胞を用いて検証した結果、有用な結果を得た。今後は、モデルマウスを用いて発症機序に関連する他の分子についても検討し、より詳細な解析を進めていく必要がある。また、臨床研究によって候補薬を併用した場合の薬物動態に対する影響や血中濃度の層別解析についても検証していく必要がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
接合部破壊型の外柱－基礎梁－杭部分架構の終局耐震性能評価

本研究の目的は、杭基礎と基礎梁の接合部に損傷が生じる場合の耐震性能を実験によって明らかにすることである。2015年度の実験により、パイルキャップ接合部のコンクリートに生じたひび割れが拡幅し、それによって架構の耐力が決定される場合には、設計上の柱降伏時の強度に達しない可能性が示唆された。2017年度はこの実験結果を基に,基礎梁主筋を機械式定着とした場合の柱脚部の曲げ変形機構のモデル化を試みた論文を発表した。このモデルは機械式定着端の破壊を掻出し破壊ではなく,機械式定着を通る斜めひび割れ面における曲げ破壊と捉えたもので,斜めひび割れ面を横切る主筋と帯筋の引張強度を用いて,柱主筋降伏時と柱曲げ終局時の強度を算出できる。2018年度は2017年度に行った基礎梁を二段配筋とした実験結果を元に考察を行った。二段配筋としたのは、基礎梁は通常、多段配筋となることからで、過年度の一段配筋の実験を元に考案したモデルの検証と修正を行うためであった。実験の結果、梁上端引張時には折曲げ定着の試験体に比べて機械式定着の方が最大耐力は高く,変形角2%まで著しい荷重低下は見られなかった。2018年度の考察によって以下のことが示された。(1)機械式定着では定着金物周辺のコンクリートの損傷が大きく、柱脚側へも広範囲に損傷が見られたが、折曲げ定着では梁上端引張時に梁主筋の直線定着部や柱主筋沿いのコンクリートに損傷が見られ、柱脚の損傷は比較的小さかった。(2)直線定着部の付着力は折曲げ定着では確認されたが機械式定着では非常に小さいと考えられる。(3)既往モデルを二段配筋の試験体に適用させたところ、実験の降伏耐力と最大耐力を約6%の誤差で安全側に評価できる。1月に加力した2体の試験体のデータの追加の検討が必要であると判断した。今年度は実験結果をベースに有限要素解析ソフトを用いた解析手法の検討と内部応力等の検証を行う。機械式定着端から伸びる接合部内ひび割れに対する解析手法は2016年度に検討を行い、ある程度の損傷状態までは解析できている。数値解析によってひび割れ界面周囲の応力状態がどのようになっているかに注目する。最後に、4年間にわたって実施した構造実験、数値解析、耐力計算方法の成果をまとめる。報告書、論文、講演資料などの成果物を作成し、鉄筋コンクリート造基礎接合部の実用設計の発展に資するさらなる研究につなげる。この考察の過程で原因を接合部の掻出し破壊と仮定し、既往の耐力式で掻出し破壊時の耐力を計算しても、正負加力方向ともに実験結果を上回っていた。そこで要素実験により、引抜耐力を検討することにした。実験の結果、(1)柱部材の曲げ降伏が先行する場合には、掻出し破壊定着耐力式で計算される耐力を下回ること、(2)試験体のせいが大きい場合には主要な破壊線の外側の補強筋へ応力が伝達され、せん断補強筋の引抜耐力への寄与が大きくなると考えられること、(3)せん断補強筋比を大きくすると柱主筋の抜け出しが抑制され、引抜耐力が上昇することがわかった。また、2015年度の実験結果を有限要素解析できるモデル化手法の検討も行った。梁の定着部のモデル化として、(1)定着プレートをシェル要素でモデル化する方法と、(2)ひび割れ面を仮定して、離散ひび割れモデルを組み込む方法の2つを検討した。その結果、変形角が微小でひび割れが大きくないうちは両モデルの応力分布に大きな差は見られないが、ひび割れが生じると手法(2)の方が実験との整合性もよく、変形角2%までは解析できた。解析によって定着板から伸びるひび割れが生じ,それが拡幅するのに伴って耐力が低下した可能性が高まった。当初、初年度に基礎接合部の実験を行う予定であった。しかしながら加力装置の老朽化に伴う入れ替え時期に入っており、実験を行うタイミングが合わなかった。そこで2016年度の早い段階で次年度以降に主要実験を延期することとし、代わりに梁主筋の要素引抜実験を行い、過年度の実験結果の梁主筋定着長が短い試験体の結果についての再検討を試みた。

また2017年度には,基礎梁主筋端を機械式定着とした試験体4体と折曲げ定着とした試験体1体の正負交番繰返し載荷試験を行い,柱主筋が降伏し,終局強度に達するときの変形性状,主筋と帯筋のひずみ分布のデータを得た。これらの実験から現時点で得られた知見をまとめると以下の通りである。(1)柱のせん断補強筋量が0.21%から0.48%に増加すると,最大耐力の7%の上昇が見られた。(2)直線の梁主筋の先端に機械式定着具を用いた主筋は反対方向の加力時の圧縮によって付着力が接合部内で十分に発揮されない可能性がある。(3)基礎梁主筋を1段とした3体の試験体については,提案した終局耐力評価モデルにより実験結果を概ね精度良く評価できる。(4)機械式定着と折曲げ定着の2体の2段配筋試験体を比較すると,機械式定着では梁主筋定着部周辺の損傷が大きく,梁上端圧縮時に変形角2%での荷重低下が見られたが,梁上端引張時には折曲げ定着の試験体に比べて機械式定着の方が最大耐力は高く,変形角2%まで著しい荷重低下は見られなかった。初年度に予定していた接合部架構の実験を延期していたため2年目に予定していたすべての実験を行ったものの,1月に加力した2体の試験体のデータの考察が進んでいない。本研究の目的は、杭基礎と基礎梁の接合部に損傷が生じる場合の耐震性能を実験によって明らかにすることである。2015年度の実験により、パイルキャップ接合部のコンクリートに生じたひび割れが拡幅し、それによって架構の耐力が決定される場合には、設計上の柱降伏時の強度に達しない可能性が示唆された。2017年度はこの実験結果を基に,基礎梁主筋を機械式定着とした場合の柱脚部の曲げ変形機構のモデル化を試みた論文を発表した。このモデルは機械式定着端の破壊を掻出し破壊ではなく,機械式定着を通る斜めひび割れ面における曲げ破壊と捉えたもので,斜めひび割れ面を横切る主筋と帯筋の引張強度を用いて,柱主筋降伏時と柱曲げ終局時の強度を算出できる。2018年度は2017年度に行った基礎梁を二段配筋とした実験結果を元に考察を行った。二段配筋としたのは、基礎梁は通常、多段配筋となることからで、過年度の一段配筋の実験を元に考案したモデルの検証と修正を行うためであった。実験の結果、梁上端引張時には折曲げ定着の試験体に比べて機械式定着の方が最大耐力は高く,変形角2%まで著しい荷重低下は見られなかった。2018年度の考察によって以下のことが示された。(1)機械式定着では定着金物周辺のコンクリートの損傷が大きく、柱脚側へも広範囲に損傷が見られたが、折曲げ定着では梁上端引張時に梁主筋の直線定着部や柱主筋沿いのコンクリートに損傷が見られ、柱脚の損傷は比較的小さかった。(2)直線定着部の付着力は折曲げ定着では確認されたが機械式定着では非常に小さいと考えられる。(3)既往モデルを二段配筋の試験体に適用させたところ、実験の降伏耐力と最大耐力を約6%の誤差で安全側に評価できる。1月に加力した2体の試験体のデータの追加の検討が必要であると判断した。2年目と3年目は、パイルキャップ接合部を含んだ鉄筋コンクリート造建物の杭頭部分架構を試験体とした構造実験を実施する。2年目は3体、3年目は3体の試験体を実験する予定である。初年度に行う実験を1年遅れで実施するため、3年目の実験は2年目の実験の状況次第では2年目にまとめて行うことも視野に入れて準備を行う。実験結果から、架構の履歴性状、終局(破壊)状態、計算値との比較、最大耐力後の劣化性状を調べる。3年目には実験結果をベースに有限要素解析ソフトを用いた解析手法の検討と内部応力等の検証を行う。
ユニークな特徴を持つサイトメガロウイルスベクターの開発

1 T7ポリメラーゼ遺伝子を導入した組換え体の作製大腸菌由来のlacZ遺伝子にpBluescript由来のT7プロモーターを導入し、T7ファージのRNAポリメラーゼ遺伝子にマウスメタロチオネイン遺伝子のプロモーターを導入し、両者ともSV40のpolyAシグナルを下流に挿入した。そしてhead to headの形で結合させてからヒトサイトメガロウイルス(HCMV)に外来遺伝子を導入するためのベクターpKMに挿入しpMTpolを得た。制限酵素切断でリニアーにしたpMTpol1mugとHCMVゲノムDNA1mugをヒト胎児肺細胞(HEL)に燐酸カルシュウム法でコートランスフェクションを行った。約4週間後に、出現したプラークが全面感染したので培養上清を適当に希釈して再感染を行いすぐにアガロースゲルをオーバーレイした。710日後にプラークを釣り上げて50mulのTEバッファーに懸濁した。その1mulをとりlacZを認識するプライマーを用いて30サイクルのPCRを行い組換えウイルスを判別した。その結果プラークを構成する細胞が10個程度でもPCRで組換えウイルスの識別が可能であった。2組換えウイルスの性質組換えウイルスを2pfu/cellでHELに感染させて亜鉛50muM存在または不在下で培養上清中のbeta-ガラクトシダーゼ活性を測定した。亜鉛存在下ではT7ポリメラーゼによる増幅でbeta-ガラクトシダーゼ活性が非常に高いことが予想されたが、残念ながら亜鉛不在下と大きな差が見られなかった。調べたところ産生されたT7ポリメラーゼが核に存在せず細胞質に移行するためと分かった。そこで現在、核局在型のT7ポリメラーゼ遺伝子を開発したというドイツのMichael Straussと連絡を取り合って遺伝子を取得中である。これを用いて再度組換えウイルスの構築に挑戦する。
ウズベキスタンにおけるイラン語-チュルク語言語接触による文法化

フィールドワークで得られたデータに基づき、ウズベキスタン内ブハラで話されるタジク語の変種を記述した。この成果の一部は、研究実施計画で計画されたように、すでに出版された著書(Bukharan Tajik)の形で発表済みである。フィールドワークにおいては、ウズベキスタンにて現地の研究者との連携により、データの分析を確実なものとしたが、この過程で、10代から50代までの年齢も性別も多様な母語話者と多くのセッションを行うことができ、結果として、この変種内の世代間での変異も記述することができた。これは前述の著書の内容に一部反映させることができた。フィールドワークでは、この他に、特にタジク語とウズベク語の接触による文法化のプロセスを調査した。このような文法化の事例の中には、タジク語の前置詞の後置詞化のように、ウズベク語との接触によるものと推定が可能なものの他にも、タジク語前置詞の名詞化のように、ウズベク語との接触と関連が無さそうなものまでが認められ、現在のブハラのタジク語における文法化をウズベク語との接触に排他的に帰すことができないことが分かった。また、ブハラのタジク語の母音音素体系が初期中世ペルシャ語の母音音素体系から(恐らくは引き寄せ)連鎖推移によって成立した可能性があることが分かった。この調査の成果は21年度に論文として発表する予定である。八月にブハラにおいて三週間のフィールドワークを行い、音声データを収集した。ブハラタジク語の母語話者の協力を得て、録音とその転写も行った。世代、性別、学歴などが異なる多様な話者の音声データが収集できた。タジク言語学の文献は多くあるものの、「西側」の言語で書かれたものは僅かである。タジク語方言学の文献に至っては、いわゆる西側の言語による文献は皆無に等しいため、タジク語に関わる研究者には必須であるにもかかわらず、入手困難である。そのような入手困難な言語学関連の文献を現地で蒐集した。上記のデータと文献に基づいた2006年度の研究実績として、著書一冊と共著論文一点の刊行、其の他に、ノルウェー、トルコとオランダでおこなった計四回の学会発表があげられる。諸般の事情により、当初の予定とは異なり、転写された音声データに対するグロス付けは全て自分で行った。これには優に四ヶ月を超える時間が費やされ、現在も進行中であるが、小規模なコーパスが完成しつつある。現在、2007年度に出版を目指す出版物のために、ブハラタジク語の標準タジク語から逸脱が目立つ箇所の録音データからの抽出を行っている。これまでに見つかった文法化のデータとしては「座る」にあたる動詞の進行相をあらわす補助動詞化と接辞化や、複合前置詞の名詞化、代名詞的接語の複合語マーカー化、文の感嘆詞化、などがあげられる。他の特徴には複合動詞の非複合動詞化、周置詞(circumposition)の使用、文法範疇としての受動態の不在などがある。
恐怖反応の増強と回復メカニズムの解明

本研究の目的は、恐怖反応の回復(復元)メカニズムの解明である。不安障害の患者では、恐怖を適切にコントロールすることが困難になり、過剰な恐怖反応を示すことが問題となる。治療には、薬物療法と併せて、カウンセラーの指導のもと患者を恐怖の対象に段階的にさらすことで克服させる「曝露療法」などの認知行動療法が適用される。しかし、40%近い高い再発率が未だに課題である。本研究は、曝露療法の動物モデルとして、マウスを用いた恐怖条件づけと消失学習を利用し、一度消失した恐怖反応が時間経過に伴い再び現れる「復元」と呼ばれる現象に着目し、このメカニズム解明を目指している。採用1年目の研究により、恐怖を抑制する消失学習に必要な内側前頭前皮質が長期抑圧され、恐怖の発現に必要な扁桃体中心核を脱抑制することが、復元に関与することを示した。採用2年目の研究により、内側前頭前皮質で長期抑圧が引き起こされるメカニズムとして、ドパミンD1受容体の関与を薬理学的に証明した。さらに、復元がD1受容体依存であることを発見した。本年度は、1扁桃体中心核の脱抑制もD1受容体依存であることを明らかにした。また、2復元誘導時に、内側前頭前皮質に投射する腹側被蓋野のドパミン作動性細胞が活性化すること、3内側前頭前皮質の活動低下が恐怖復元に十分であることを薬理学的に示した。これまで、実験動物を用いた消失学習の研究は、曝露療法に科学的根拠を与えることで、不安障害の治療法に貢献してきている。消失学習に関して多くの研究がおこなわれているのに対し、復元に焦点を当てた研究は非常に少ない。本研究成果は、恐怖の復元を動物モデルとして、不安障害の治療後の再発メカニズムの一端を明らかにしたものであり、重要な研究成果であると考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。治療には、薬物療法と併せて、カウンセラーの指導のもと患者を恐怖の対象に段階的にさらすことで克服させる「暴露療法」などの認知行動療法が適用される。しかし、35%を超える高い再発率が未だに課題である。本研究は、暴露療法の動物モデルとして、マウスを用いた恐怖条件づけと消失学習を利用し、一度消失した恐怖反応が時間経過に伴い再び現れる「復元」と呼ばれる現象に着目し、このメカニズム解明を目指している。恐怖条件づけ学習に必須な脳部位である扁桃体と、恐怖を抑制する消失学習に必要な内側前頭前皮質に着目した。これらの脳領域が、恐怖の復元に関与しているかを検証した。神経活動マーカーであるc-Fosタンパク質を免疫染色することにより、恐怖が復元する際に、扁桃体および内側前頭前皮質が活性化しているかを調べた。内側前頭前皮質の肌領域および扁桃体の内側中心核は、恐怖の時に活性化していた一方、消失時には活性化していなかった。これに対し、復元時には、PLおよび扁桃体内側中心核が活性化していることが明らかになった。以上の結果は、消失時には活性化しなくなっていた、恐怖の発現に関与する脳領域が再び活性化するようになることが、復元のメカニズムであることを示唆するものである。これまで、実験動物を用いた消失学習の研究が、暴露療法に科学的根拠を与えることで、不安障害の治療法に貢献してきている。消失学習について、多くの研究がおこなわれているのに対し、復元に焦点を当てた研究は非常に少ない。復元は、治療後の再発のメカニズムである可能性があり、研究する意義が大きいと考えている。内側前頭前皮質で長期抑圧が引き起こされるメカニズムとして、ドパミンの関与を検討した。ドパミンは報酬のみでなく嫌悪学習にも関与することが示唆されており、特に、内側前頭前皮質へのドパミン性神経細胞の投射は、嫌悪情報を担うことが近年示された。復元を誘導する刺激を提示する直前に、ドパミンD1受容体アンタゴニストであるSCH23390を内側前頭前皮質に局所投与したところ、復元が障害されることを発見した。

不安障害の患者では、恐怖を適切にコントロールすることが困難になり、過剰な恐怖反応を示すことが問題となる。治療には、薬物療法と併せて、カウンセラーの指導のもと患者を恐怖の対象に段階的にさらすことで克服させる「曝露療法」などの認知行動療法が適用される。しかし、40%近い高い再発率が未だに課題である。本研究は、曝露療法の動物モデルとして、マウスを用いた恐怖条件づけと消失学習を利用し、一度消失した恐怖反応が時間経過に伴い再び現れる「復元」と呼ばれる現象に着目し、このメカニズム解明を目指している。採用1年目の研究により、恐怖を抑制する消失学習に必要な内側前頭前皮質が長期抑圧され、恐怖の発現に必要な扁桃体中心核を脱抑制することが、復元に関与することを示した。採用2年目の研究により、内側前頭前皮質で長期抑圧が引き起こされるメカニズムとして、ドパミンD1受容体の関与を薬理学的に証明した。さらに、復元がD1受容体依存であることを発見した。本年度は、1扁桃体中心核の脱抑制もD1受容体依存であることを明らかにした。また、2復元誘導時に、内側前頭前皮質に投射する腹側被蓋野のドパミン作動性細胞が活性化すること、3内側前頭前皮質の活動低下が恐怖復元に十分であることを薬理学的に示した。これまで、実験動物を用いた消失学習の研究は、曝露療法に科学的根拠を与えることで、不安障害の治療法に貢献してきている。消失学習に関して多くの研究がおこなわれているのに対し、復元に焦点を当てた研究は非常に少ない。本研究成果は、恐怖の復元を動物モデルとして、不安障害の治療後の再発メカニズムの一端を明らかにしたものであり、重要な研究成果であると考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。扁桃体中心核における受容体発現量の変化を調べることを計画していたが、中心核だけでなく、C-FOSの解析により、より上流の脳領域である、内側前頭前皮質が活性化していることが明らかになった。そこで、内側前頭前皮質の復元における役割を検証する方向に実験計画を修正し、研究を進めている。申請研究1年目に、復元のメカニズムとして、内側前頭前皮質における長期抑圧を明らかにしたが、さらにこの背景にある分子メカニズムとして、ドパミンの関与を解明することに成功したため。扁桃体中心核よりもさらに上流で恐怖反応を制御していると考えられる脳領域である内側前頭前皮質に焦点を当て、復元における役割を検証する方向に実験計画を修正し、研究を進めている。具体的には、時間経過による恐怖の復元が生じる期間である、消失学習後20日間の間、内側前頭前皮質にNMDA受容体拮抗薬であるAPVを慢性局所投与することにより、復元が抑制されるかどうかを検討したいと考えている。今後は、内側前頭前皮質に投射するドパミン神経細胞がどのようなタイムコースで活動するかを、カルシウムイメージング法を用いて調べたいと考えている。具体的には、ドパミン神経に特異的にカルシウム蛍光指示薬を発現する遺伝子改変マウスを用いて、復元を誘導する刺激を与えた際の神経活動を検出する予定である。
肝類洞閉塞症候群における脂質メディエーターの役割解明

肝類洞閉塞症候群(Sinusoidal Obstruction Syndrome: SOS)はオキサリプラチンに代表される抗がん剤治療や造血幹細胞移植後に惹起される肝障害である。重症の場合は多臓器不全を合併し致死的となる。また、化学療法後に大腸がん肝転移症例に対して肝切除術を施行すると術中出血量の増加や残肝機能の低下を誘導して患者の予後を不良にする。しかしながら、その原因は不明で、有効な治療法も確立されていない。肝類洞閉塞症候群症例では血小板や血液凝固異常の可能性が指摘されている。そこで本研究ではモノクロタリン投与によるマウス肝類洞閉塞症候群(Sinusoidal Obstruction Syndrome: SOS)モデルを用いてトロンボキサンA2の受容体(TP)シグナルの役割について検討をおこなった。C57BL6マウス(野生型マウス)またはTPノックアウトマウスにモノクロタリンを投与した。投与48時間後に野生型マウスで肝障害(ALT増加、出血肝壊死)がみられた。TPノックアウトマウスでは肝障害が野生型マウスに比較して増悪した。臨床症例では血小板の肝類洞閉塞症候群への関与が示唆されていることから、末梢血液中の血小板数ならびに肝集積血小板を測定し、野生型マウスとTPノックアウトマウスで比較検討した。肝類洞閉塞症候群は肝類洞内皮障害をきたすことが知られており、肝類洞内皮障害について、内皮障害マーカーなどを遺伝子発現や免疫染色などによって解析し、野生型マウスとTPノックアウトマウスで比較検討した。本研究が、当初に立案した実験計画に沿って、ほぼ順調に遂行されている。すなわち、モノクロタリン(Monocrotaline, MCT)投与により肝類洞閉塞症候群(Sinusoidal Obstruction Syndrome: SOS)に類似した肝障害を再現することができた。さらにSOSにおけるTPシグナルの関与を確認することができた。さらにSOSでは肝血小板集積が臨床例で指摘されること、TPシグナルは血小板凝集に関係することから、血小板TPシグナルの関与を検証することができた。これらに加え、来年度に予定した肝類洞内皮の関与についても一部検討をすることができた。本研究によって確立したSOSモデルを用いて当初の実験計画に沿って、本研究を進めていきたい。とくにTPシグナルは肝類洞内皮に発現していることを確認し、肝類洞内皮におけるTPシグナルがSOSに関与する可能性があることから、さらに詳細な検討をおこなう。また肝障害におけるマクロファージの果たす役割は極めて重要であり、本実験モデルにおいても、その重要性を検証する予定である。購入予定であった消耗品の納入が間に合わなかったために次年度に繰り越した。今年度使用しなかった研究費については、一般試薬、抗体の購入に使用する。
癌性疼痛患者における全身の痛覚過敏性亢進の解明

TrkB-2発現ベクター(DNA)投与は疼痛閾値の改善は認められたが食欲不振や体重減少がみられ何らかの細胞毒性があることが推察される。その結果発現ベクター(DNA)投与を中止してTrkB-2タンパクによる疼痛抑制効果を試みた。このベクターをもとに大腸菌を用いてTrkB-2タンパク(eTrkB)を合成し、脊髄くも膜下に投与(111ng)した。モデル作成後7日目で投与した結果、4日間有意に疼痛閾値が改善され、また同時にGFP発現が観察された。蛋白投与の場合は細胞毒性は認められなかった。なおこのタンパクを熱処理したり、TrkB-Fc投与(100ng)では疼痛閾値の改善はみられなかった。さらにANA-12(TrkB antagonist:100ng)投与では投与4時間後には一過性の疼痛閾値の改善はみられたが持続的な改善はみられなかった。(Hazama, K et al, 2018,Kawasaki Med J)TrkB-2タンパク投与による疼痛改善の機序をさらに解明するために、P2X4R(脊髄中マイクログリア細胞のプリン受容体)のPCR用primerを設計し、痛みとの関連を調べている。脳由来神経栄養因子(BDNF)は神経系の正常な初期発生に不可欠の因子である。G.R.Lewinら(2014)は癌性疼痛にBDNFとその特異的受容体であるTrkBの経路が関与していることを示した。また、癌性疼痛を有する患者が全身の疼痛過敏を訴えることはしばしばあるがその原因は不明である。我々はBDNF-TrkBによる疼痛伝達の経路が局所の疼痛に加えて全身の疼痛過敏に関与しているという仮説をたて研究を行った。1)ラット乳癌細胞(MRMT-1)をラット左脛骨骨髄に移植し骨転移癌モデルを作成した。von Freyテストによる疼痛行動は癌細胞移植後1週目から認められた。癌の移植を行ったラットでは健常側の足も統計学的な有意差は認めないものの通常のラットと比較し疼痛行動が出現した。2)癌細胞移植から3週間経過したラットの両側の脛骨骨髄を採取、BDNFの発現量を定量PCR法で測定すると癌細胞移植ラットでは患側で通常ラットと比較し有意にBDNFが増加していた。さらに健側で有意差はみられないものの通常ラットと比較し増加傾向であった。3)TrkB2発現ベクターを作成した。癌細胞を移植し1週間たったラットの脊髄くも膜下腔にカテーテルを挿入し、この発現ベクターを投与、その後疼痛行動を評価した。投与後から2日目に疼痛抑制効果が認められた。統計学的な有意差はみられていないが癌を移植していない足(健側)での疼痛行動が確認でき、さらに定量PCR法でBDNFが増加傾向であることも確認できた。発現ベクターの作成:発現ベクターの構造は、pCMVscriptを用いCMV promoterの後にTrkBを結合し、さらに以後の解析を容易にするためEGFP-FLAG-Stagを付加した。発現ベクターをカテーテルを用いて脊髄くも膜腔に投与することで患側(癌細胞を移植した側)肢の疼痛が有意に改善した。さらに健側の疼痛に関しても統計学的な有意差はみられないが改善傾向を示した。脳由来神経栄養因子(BDNF)とその特異的受容体であるTrkBは神経系の正常な初期発生に不可欠の因子であるがLewinら(2014)は疼痛の伝達に関与していることを示唆している。ヒトのTrkB遺伝子には全長(TrkB-isoform1:TrkB-1)の他に細胞内リン酸化ドメインがないTrkB-isoform2(TrkB-2)、さらにTrkB-Shcの3種類が存在する。TrkB-2はBDNFを結合するドメインがあるにもかかわらずリン酸化ドメインが無くシグナル伝達ができない構造を持つ(Mol Cell Biol,1991)。またTrkB-Shc(一部リン酸化部位を有している)はヒトTrkB-1のnegative dominantとなる(WongらBBRC, 2012)報告がある。ヒトTrkB-Shc遺伝子構造からラットTrkB-Shcの構造を予測し、PCR用のprimerを設計し、PCR実験でTrkB-Shcの発現をみた。一方、TrkB-2発現ベクターを脊髄くも膜下腔に投与することによって疼痛過敏を抑制する効果が認められたが、投与直後に体重減少が起こり毒性が疑われた。さらに担癌動物ではメディエーターが多岐にわたり解析が複雑となり従来のChungモデルを使用した。TrkB2発現ベクターを作成し、Chungモデルラットの脊髄くも膜下腔にカテーテルを挿入し、ベクターを投与後、疼痛行動を評価した。しかし直後に著しい体重減が起こり、ベクターの毒性が疑われた。発現ベクターの作成:発現ベクターの構造は、pCMVscriptを用いCMV promoterの後にTrkBのBDNF結合領域をつなぎ、さらに以後の解析を容易にするためEGFP-FLAG-Stagを付加した。発現ベクター投与は体重減少など毒性が認められた。

このベクターをもとに大腸菌を用いてTrkB-2タンパク(eTrkB)を合成し、脊髄くも膜下に投与(111ng)した。モデル作成後7日目で投与した結果、4日間有意に疼痛閾値が改善され、また同時にGFP発現が観察された。蛋白投与の場合は細胞毒性は認められなかった。なおこのタンパクを熱処理したり、TrkB-Fc投与(100ng)では疼痛閾値の改善はみられなかった。さらにANA-12(TrkB antagonist:100ng)投与では投与4時間後には一過性の疼痛閾値の改善はみられたが持続的な改善はみられなかった。(Hazama, K et al, 2018,Kawasaki Med J)TrkB-2タンパク投与による疼痛改善の機序をさらに解明するために、P2X4R(脊髄中マイクログリア細胞のプリン受容体)のPCR用primerを設計し、痛みとの関連を調べている。1)脊髄組織でのベクターの発現を定量PCR法で測定する。また脊髄に投与された発現ベクターによって産生されたTrkB-2タンパクをWestern Blot法で測定する。2)発現ベクターのかわりにTrkB-2の細胞外ドメイン(BDNF結合部位)に対応するタンパクを用いて鎮痛効果を調べる。2)疼痛時と疼痛が抑制されている時でのTrkBのリン酸化を評価する。疼痛伝達に関与する脊髄中のTrkB isoform1のリン酸化度を測定するためのWestern blot法が遅れたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は29年度交付額と合わせてリン酸化タンパクの分析に使用する予定。Western blot法でリン酸化タンパクを測定する際、Protease InhibitorおよびPhosphatase inhibitorの使用が不可欠である。しかしこれらのInhibitorの使用に加えて脊髄組織からの膜タンパク質抽出法においても破砕方法などの検討が必要になってきた。このため、タンパク質抽出試薬などの購入を計画している。次年度使用額は、リン酸化タンパクの抽出時に、Protease inhibitorおよびPhosphatase inhibitorを用いてWestern blotを行う予定であり、この物質の購入を計画している。
ステレオ画像法による栽培果実の三次元位置計測に関する研究

本研究における主な結果は以下の通りである.(1)ステレオセンサシステムとして,カメラヘッド部の上下左右の動作制御に各カメラに装備のパン・チルト機構を利用できるカメラ2台と,各カメラの制御及び画像処理用パソコンを主要部とするシステムを製作し,それらの動作と機能が本研究に適用可能なことを確認した.また,画像の解像度の影響を調べるため,より高精細画像の撮影が可能なカメラ2台を用いてもう一組のカメラヘッドとして使用できるようにした.試作ステレオシステムのカメラキャリブレーションは,本研究の測定原理に基づき0.5mから4mまでの距離断面上の定点を左右カメラで同時撮影する方法で行い,カメラ条件・画像処理条件と距離計測精度との関係を回帰分析により明らかにした.(2)本研究の独自手法である左右画像合成方式による三次元位置計測に関する実験は,リンゴ園内における収穫期の果実群を対象にして行った.品種はふじと王林で,撮影条件は,カメラのズームを4段階,解像度を2段階に設定し,晴天又は曇天の順光下で距離1.54mの範囲内にありステレオ視野に入る50個以上(焦点距離7.1mmの場合)の果実群とした.なお,撮影位置から各果実までの距離はレーザ距離計による測定値を基準にした.各条件で撮影されたステレオ画像における果実像の三次元位置を測定した結果,距離測定誤差は,ふじと王林のいずれの場合もおおむね±2%以内に入ることが分かった.これは,筆者らの従来のアナログカメラを用いたステレオシステムの約2倍の測定精度であった.画像処理過程について,合成像の鮮明さ指標であるRGB濃度分散算出法の改善策を検討し,処理範囲と距離断面数を削減する方法でおおむね期待通りの結果が得られた.今後適用範囲を明らかにする必要がある.(3)注視距離範囲を予め与えて撮影画像処理を行うことにより物体検出と位置測定を同時に実現する本研究方式のステレオ画像計測法について,(1)の結果をもとにその簡便化を検討した結果,所要精度が202%の範囲になるように視差設定と撮影・画像処理条件を組合せて一連の作業を行うことにより実用化の可能性があることが分かった,本研究における主な結果は以下の通りである.(1)ステレオセンサシステムとして,カメラヘッド部の上下左右の動作制御に各カメラに装備のパン・チルト機構を利用できるカメラ2台と,各カメラの制御及び画像処理用パソコンを主要部とするシステムを製作し,それらの動作と機能が本研究に適用可能なことを確認した.また,画像の解像度の影響を調べるため,より高精細画像の撮影が可能なカメラ2台を用いてもう一組のカメラヘッドとして使用できるようにした.試作ステレオシステムのカメラキャリブレーションは,本研究の測定原理に基づき0.5mから4mまでの距離断面上の定点を左右カメラで同時撮影する方法で行い,カメラ条件・画像処理条件と距離計測精度との関係を回帰分析により明らかにした.(2)本研究の独自手法である左右画像合成方式による三次元位置計測に関する実験は,リンゴ園内における収穫期の果実群を対象にして行った.品種はふじと王林で,撮影条件は,カメラのズームを4段階,解像度を2段階に設定し,晴天又は曇天の順光下で距離1.54mの範囲内にありステレオ視野に入る50個以上(焦点距離7.1mmの場合)の果実群とした.なお,撮影位置から各果実までの距離はレーザ距離計による測定値を基準にした.各条件で撮影されたステレオ画像における果実像の三次元位置を測定した結果,距離測定誤差は,ふじと王林のいずれの場合もおおむね±2%以内に入ることが分かった.これは,筆者らの従来のアナログカメラを用いたステレオシステムの約2倍の測定精度であった.画像処理過程について,合成像の鮮明さ指標であるRGB濃度分散算出法の改善策を検討し,処理範囲と距離断面数を削減する方法でおおむね期待通りの結果が得られた.今後適用範囲を明らかにする必要がある.(3)注視距離範囲を予め与えて撮影画像処理を行うことにより物体検出と位置測定を同時に実現する本研究方式のステレオ画像計測法について,(1)の結果をもとにその簡便化を検討した結果,所要精度が202%の範囲になるように視差設定と撮影・画像処理条件を組合せて一連の作業を行うことにより実用化の可能性があることが分かった,新規購入のデジタルカメラ2台とパソコンについて,それらの動作と機能が本研究に適用可能なことを確認し,各カメラと制御・画像処理用パソコンを主要部とするステレオシステムを製作した.なお,カメラヘッド部の上下左右の動作制御は,各カメラに装備のパン・チルト機構を利用するものとした.また,画像の解像度の影響を調べるため,より高精細画像の撮影が可能なカメラ2台を用いてもう一組のカメラヘッドとして使用できるようにした.試作ステレオシステムのカメラキャリブレーションは,本研究の測定原理に基づき0.5mから4mまでの距離断面上の定点を左右カメラで同時撮影する方法で行った.本研究手法による三次元位置計測に関する実験は,リンゴ園内における収穫期の果実群を対象にして行った.品種はふじと王林で,撮影条件は,カメラのズームを4段階,解像度を2段階に設定し,晴天又は曇天の順光下で距離1.54mの範囲内にありステレオ視野に入る50個以上(焦点距離7.1mmの場合)の果実群とした.なお,撮影位置から各果実までの距離はレーザ距離計による測定値を基準にした.本研究のステレオ計測手法である左右画像合成方式により,各条件で撮影されたステレオ画像における果実像の三次元位置を測定した結果,距離測定誤差は,ふじと王林のいずれの場合もおおむね±2%以内に入ることが分かった.

これは,筆者らの従来のアナログカメラを用いたステレオシステムの約2倍の測定精度であった.なお,画像処理過程の改善策として,カメラレンズの収差補正と合成像の鮮明さ指標であるRGB濃度分散算出の改良法について予備的な検討を行ったところ,おおむね期待通りの結果か得られたので,今後これらの進展を図る予定である.また,本年度は収穫期の果実を主な対象としたが,次年度は全栽培期間の果実群を対象として実験を行う予定である.本研究における主な結果は以下の通りである.(1)ステレオセンサシステムとして,カメラヘッド部の上下左右の動作制御に各カメラに装備のパン・チルト機構を利用できるカメラ2台と,各カメラの制御及び画像処理用パソコンを主要部とするシステムを製作し,それらの動作と機能が本研究に適用可能なことを確認した.また,画像の解像度の影響を調べるため,より高精細画像の撮影が可能なカメラ2台を用いてもう一組のカメラヘッドとして使用できるようにした.試作ステレオシステムのカメラキャリブレーションは,本研究の測定原理に基づき0.5mから4mまでの距離断面上の定点を左右カメラで同時撮影する方法で行い,カメラ条件・画像処理条件と距離計測精度との関係を回帰分析により明らかにした.(2)本研究の独自手法である左右画像合成方式による三次元位置計測に関する実験は,リンゴ園内における収穫期の果実群を対象にして行った.品種はふじと王林で,撮影条件は,カメラのズームを4段階,解像度を2段階に設定し,晴天又は曇天の順光下で距離1.54mの範囲内にありステレオ視野に入る50個以上(焦点距離7.1mmの場合)の果実群とした.なお,撮影位置から各果実までの距離はレーザ距離計による測定値を基準にした.各条件で撮影されたステレオ画像における果実像の三次元位置を測定した結果,距離測定誤差は,ふじと王林のいずれの場合もおおむね±2%以内に入ることが分かった.これは,筆者らの従来のアナログカメラを用いたステレオシステムの約2倍の測定精度であった.画像処理過程について,合成像の鮮明さ指標であるRGB濃度分散算出法の改善策を検討し,処理範囲と距離断面数を削減する方法でおおむね期待通りの結果が得られた.今後適用範囲を明らかにする必要がある.(3)注視距離範囲を予め与えて撮影画像処理を行うことにより物体検出と位置測定を同時に実現する本研究方式のステレオ画像計測法について,(1)の結果をもとにその簡便化を検討した結果,所要精度が202%の範囲になるように視差設定と撮影・画像処理条件を組合せて一連の作業を行うことにより実用化の可能性があることが分かった.
病弱教育におけるセラピーロボットを活用した心理的支援に関する研究

小児がんなどで入院している子どもは、毎日厳しい治療を受けながら分教室(院内学級)での学習に励まなければならない。また家族や友だちとも離れることで寂しい思いを募らせている。今回の研究ではセラピーロボット「パロ」を病弱教育に導入することによって、入院中の子どもたちが病気と闘いながら「学ぼう」と言う意欲を持ち、日々の学習への喚起となることを研究の目的とした。1年を通して子どもたちは「パロ」を「キューちゃん」と名付け、毎日「パロ」に会うことを楽しみに分教室(院内学級)に登校することができた。また自ら進んで「パロ」のおうちを作ったりエサを作ってお世話したりするなど創作活動を楽しみながら取り組むことができた。分教室(院内学級)での授業だけでなく、病棟で看護師が子どもに治療についての話をするときに「パロ」を横に置くと、子どもたちが落ち着いて話を聞くことができたという報告もあり、「パロ」を導入することにより子どもたちの心理的な安定が図られることについてのエビデンスが得られた。退院時にアンケートも実施したが、「とても楽しかった」という回答が最も多く(特に小学生)、子どもたちへの「癒し」を提供することができた。「パロ」以外にも「うなづきかぼちゃん」や「OhaNAS」など簡易型のロボットを取り入れた。コミュニケーションロボット「うなづきかぼちゃん」は音に反応し、「わかるわかる」「そうなんだ」などうなづきながらしゃべるものであるが、軽量で持ち運びしやすいので、他の病院に教えに行く(訪問教育)とき、子どもたちは指導者と初対面であっても「かぼちゃん」と会話をすることで緊張せず授業を受けることができた。またクラウド型おはなしロボット「OhaNAS」はインターネットとつなぐことにより調べ学習で使用することができた。様々なロボットが入院中の子どもへの支援のツールとして活用できることが示された。