hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メディアクローン攻撃を防御するコミュニケーション系

本研究の目的を達成するため,(A)フェイク情報化の防止,(B)メディアクローン(MC)の生成,(C)MCの認識,(D)モデリング,(E)実証実験を進めた.(A)では,位置履歴からの内心情報の流出を防ぐ画像認識方式がIEEE TIFSに掲載された(新聞等報道).また静脈認証に必要な静脈パターンは画像から抽出可能と指摘すると共に、静脈復元防止手法を開発した(新聞等報道).さらに,画像や映像中の顔や全身像の匿名化手法の開発を推進した.(B)では,音声合成手法Deep Autoregressive ModelがIEEE/ACM ASLPに掲載された(新聞等報道).また、音声に応じた口の動きを再現する動画生成手法を開発した.さらに,SNSの個人の投稿などの生成手法を開発した.(C)では,deepfakeなどの最新技術で生成された動画と,実写動画を判別する手法を開発した(新聞等報道).また,肉筆文書とクローン文書の判別手法を開発した.さらに.ソーシャルメディアにおける実在人物と機械によるなりすましを判別する手法を開発した.一方、環境情報が改ざんされた動画の改ざん領域を検出する手法を開発した.(D)では,文書により人を騙すメール詐欺の事例について,メールの受信者が騙されるところをモデル化し,発表した国際会議で国際雑誌への投稿推薦を受けた.(E)では,音声メディアを対象に、対戦型循環的実証実験を開催した.音声クローン生成技術を競うVoiceconversion challenge 2018では,23チームが参加した.音声クローン認識技術を競うASVspoof challenge 2019では,154チームが参加登録し、うち51チームがスコアを提出した.Google Brainなど17の世界の最先端研究所や企業が,構築した合成音声と変換音声をMCの事例として公開した.(A)フェイク情報化防止のための生体・プライバシー情報などの保護手法の確立,(B)フェイク情報を起源とするメディアクローン生成法の具体化,(C)メディアクローン攻撃の防御シールドのメディアクローン認識による構成,(D)メディアクローン攻撃に関連したコミュニケーション系のモデル化,(E)各テーマの実証実験とデータベースの作成・公開に着手した.(A)では,真のシルエットと判別が困難で、かつ歩容識別を不能化させるシルエットを生成する手法を開発した。また,k-匿名化の考えに基づく顔画像の匿名化に成功した.(B)では,現在の最新技術と比べても損失がない音声を,少量の学習データで容易かつ安定的に生成できた.顔動画生成手法は,2分以下の発話映像からでも適切な発話顔を生成できた.ソーシャルメディアでは,少量の投稿事例からの投稿生成に成功した。(C)では,生成されたMC動画と実写動画を判別する研究から,目周辺の特徴に違いが生じることがわかった.文書MCと肉筆文書の認識に関する研究では,字形の多様性・不均質性がMCと肉筆文書で違うことを明らかにした。(D)では,航空会社のJALで起きたメール詐欺の事例を扱い,昨年度のオレオレ詐欺にはなかった受け手から送り手への問い合わせを含むプロセスを数理論理的アプローチの一種であるチャンネル理論によってモデル化することで,動的に信念が構築されてメール受信者が騙されることを示した.(E)では,Voice conversion challenge 2018を開催し,267名の評価者により、人間を騙せるほど高品質な音声のMCは生成可能であると確認された。一方,ASVspoof challenge 2019では高品質なMCでも認識可能であると明らかになりつつある。以上のように,手法の開発や実証実験を行うことができ,当初の計画以上に進展しているといえる.(A)では,生体・プライバシー・環境情報の保護に関する各課題を継続的に追究し,提案手法の完成度を上げるとともに,綿密な性能評価を実施する.同時に,保護処理の対象となる情報・データに対して,ハンドリング上の注意点,相違点,共通点を見出し,保護手法の体系化を図る.(B)では,データ量と生成されるMCの品質の関係を,実験により定量的に解明する.発話顔動画クローン生成では,より自然な出力を目指し,時間方向の連続性を持つ生成手法を模索するとともに,瞬きなど口周辺以外の領域についても検討する.全身動作動画クローン生成では,静止画に写らない領域のテクスチャ生成の問題に対して,他者の動作動画を用いた学習を検討する.屋外画像クローン生成では,センサ間の時空間的同期関係や各センサの信頼度などの問題から学習データが多くのノイズを含み得るため,ノイズを考慮した学習方法などを検討する.(C)では,真正メディアの変形や,実際に存在し得るMCの人的な生成などにより多様な学習データを収集し,汎用性の向上を図る.また,各MC認識手法の評価に関しても,より多様なMCの事例を対象とした汎用性評価が必要である.また,認識器自体がプライバシー情報として流出しフェイク情報化し得るという問題があり,このような認識器を認識

器クローンと呼び,その防止法を新たに検討し始めている.(D)では,情報が送受信される状況を,将来,普及が見込まれる仮想オブジェクト提示技術を用いた通信手段にも広げ,必要に応じてチャンネル理論あるいはそれに関連する形式体系を取り入れ,モデル化の対象とする欺瞞的コミュニケーション系を拡大して発展させる.(E)については,研究コミュニティに浸透,定着させ,研究仲間の拡大を図る.また,音声以外のメディアについても循環的チャレンジの展開を試みる.顔画像や音声のデータベースの公開準備を進める.本研究の目的を達成するため,以下の(A)-(C)の課題に分けて,研究開発を進めた.(A)情報保護手法:市販のカメラで撮影した指の写真からでも指紋情報が抽出できることを示すとともに,指紋盗撮防止手法を検討した,本手法はThe TIMESなどで1000回以上掲載され,さらに情報通信関連で世界最大級の展示会CeBIT2017に出展し,3000人以上が来訪し,注目を集めた.プライバシー保護として,情報提供サービスにおける利用者の移動履歴保護技術を開発し,MMM2017でBest Paper Runner-upに選ばれた.SNSアカウントの非匿名化方法に関する提案は,I3E2016においてBest Paper Awardを受賞した.(B)メディアクローン生成:Voice Conversion Challenge 2016における声質変換技術の得失を整理し明らかにした.話者適応技術に関して,深層学習でも少量の声サンプルからクローンが生成できることを実験的に示した.この他,本課題の基礎となる,話者照合と声質変換の共通のモデルでの実現方法,SNSの画像付き投稿のクローン,顔画像クローン,文書クローンの生成に関する予備的検討も始めた.(C)メディアクローン認識:歩容認証を欺くクローンの脅威を考慮し,歩容シルエットの真贋識別手法を考案した.ASVSpoof2015とその後発表された音声クローンの動向を分析し,その成果はIEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing (IF:5.301)に採録された.加えて,CG画像と自然画像の自動識別手法の研究も行った.その他,本課題の全体像について,IEICE-CQ研究会で招待講演を行った.IEEE論文誌では生体検知に関する特集号の企画も行った.研究の初年度において,(A)フェイク情報化防止のための生体・プライバシー情報などの保護手法の確立,(B)フェイク情報を起源とするメディアクローン生成法の実現可能性の検証,(C)メディアクローン攻撃の防御シールドのメディアクローン認識による構成という課題の基礎部分に着手した.大まかな枠組みの提案,および要素技術の実装,検証を行い,当初の予定通りの進捗状況といえる.(A)について,指紋盗撮防止手法については,ジャミングパターンによる視覚的違和感の低減,および攻撃者によるパターンの除去を困難にするために,これまでの幾何学的パターンの代わりに疑似指紋パターンを用いた改良手法を提案している.内心の一種である,興味のある場所への訪問履歴の保護を可能とする画像認識フレームワークは,シミュレーション実験に加え実環境における実験でもその有効性を検証できている.(B)について,メディアクローン生成に関しては,ソーシャルメディアクローン生成について枠組みの提案,実装,検証を行ったのに加えて,文書クローン,顔画像クローンの生成にも着手し,基本的な手法の提案を行い,実装に向けて手法を洗練化している.(C)について,歩容クローンをはじめとする人物像クローンの認識技術については,その実現可能性が確認され,今後の技術進展を図る.話者照合システムの生体検知精度についてはさらなる評価を加えて精度向上を進めている.固定フレーズ型話者照合に対する音声クローン攻撃の自動検出の実現も道筋が見え始めている.
白血病発症の分子機構の解析

Evi-1は2つのclusterに分かれzincfinger構造を持つ核内蛋白質をコードし、正常骨髄細胞ではほとんど発現が認められないが、白血病において高発現して造血細胞の悪性化に深く関与する。TGFβは、造血細胞を含めた種々の細胞の増殖を負に制御する代表的な増殖抑制因子である。PAI-1およびp15遺伝子はTGFβにより発現が誘導される遺伝子であるが、Evi-1はTGFβの細胞内シグナル伝達分子の一つであるSmad3と結合してTGFβによる両者のプロモーターの活性化を著明に抑制した。またTGFβは上皮細胞に対して著明な増殖抑制をかけるが、Evi-1を導入した上皮細胞はこのTGFβによる増殖抑制から逃れた。以上のことからEvi-1はSmad3を特異的に不活化することによってTGFβシグナル伝達を抑制すると考えられた。さらに、我々はEvi-1がMAP kinaseの一つであるJNKと結合し、その活性を阻害することを明らかにした。JNKはUVや浸透圧などのストレス刺激やTNFなどにより活性化されるが、Evi-1はこれらの刺激によるJNKの活性化を抑制した。その抑制には第1zinc finger領域が必要であり、この領域を介してEvi-1はJNKと結合した。これらのことから、Evi-1は活性化されたJNKと核内で結合し、JNKによる基質のリン酸化を阻害すると考えられた。UVなどの細胞外ストレス刺激によるJNKの持続的な活性化はアポトーシスの誘導に関与することが知られているが、Evi-1はUV照射によるアポトーシスの誘導を抑制した。このことから、Evi-1が細胞内において種々のストレスによるJNKの活性化を抑え、アポトーシスを抑制することによって悪性化に関与すると考えられた。本研究ではt(11;19)(q23;p13.1)転座に関わる19番染色体転座部位の遺伝子を同定することを試み、MLLと新規遺伝子MENが融合遺伝子を形成していることを明らかにした。得られたMLL/MEN融合cDNAクローンには、MLLのexon1からexon7ないしexon8までの塩基配列にMENのほぼ全長の塩基配列が連続するMLL/MEN融合蛋白質をコードするものと、MLLとMENの配列の間にin-frameの停止コドンを含む120塩基の配列の挿入があり、MLLのN末側の約1400のアミノ酸に30アミノ酸が加わった蛋白質(truncated MLL)をコードするものが存在した。免疫染色によってMEN、MLL/MEN、truncated MLL蛋白質はすべて核内に存在することが明らかになった。Conawayらは、Ratの肝臓の核蛋白から転写伸長活性を有する蛋白質を精製してアミノ酸配列を決定し、MENのRatホモログであることを示している。我々は転写伸長活性の亢進が癌化に関与する可能性を考え、MEN、MLL/MEN、truncated MLLをRat-1細胞に強制発現させたところ、いずれも軟寒天培地で多数コロニーを形成し、足場非依存性増殖能の獲得が認められた。MENの増殖促進活性はlysine-rich regionを欠失させると失われた。MEN発現Rat1線維芽細胞ではc-Fos蛋白の発現およびAP-1活性の上昇が認められ、これらの活性がMENの増殖促進活性の機構であると考えられた。MEN発現Rat1線維芽細胞ではEGFの刺激によってc-fos mRNAが早期に出現することから、RNA polymerase IIの転写伸長因子であるMENは細胞の増殖制御に重要な役割を担うことが示され、細胞内での転写伸長活性の亢進と細胞癌化との関連が示唆された。Evi-1は2つのclusterに分かれたzinc

finger構造を持つ核内蛋白質をコードし、ヒトで染色体の3q26上に存在する。Evi-1はマウスおよびヒトの正常骨髄細胞ではほとんど発現が認められないが、いくつかのヒト白血病において高発現をすることが知られ、Evi-1の高発現は造血細胞の悪性化に深く関与することが示唆される。TGFβは造血細胞を含めた種々の細胞の増殖を負に制御する代表的な増殖抑制因子である。Plasminogen activator inhibitor-1(PAI-1)およびp15遺伝子はTGFβにより発現が誘導される遺伝子であるが、Evi-1はTGFβによる両者のプロモーターの活性化を著明に抑制した。またTGFβは上皮細胞に対して著明な増殖抑制をかけるが、Evi-1を導入した上皮細胞はこのTGFβによる増殖抑制から逃れることを示した。以上のことからEvi-1はTGFβのシグナル伝達を特異的に遮断することが明らかとなった。さらに我々はTGFβ作用の抑制にはEvi-1の2つの領域が必要で、そのうちの一つは第1 zinc fingerdomainであることを明らかとした。この第1 zincfinger domainを介してEvi-1はTGFβの細胞内シグナル伝達分子のーつであるSmad3と結合することが判明した。その結合はTGFβの刺激によって増強し、Evi-1はTGFβによって活性化されたSmad3と主に核内で結合すると考えられた。Evi-1はSmad3によるPAI-1プロモーターの活性化も著明に抑制し、その抑制には第1zinc finger domainが必要であった。以上のことからEvi-1はSmad3を不活化することによってTGFβシグナル伝達を抑制すると考えられる。Evi-1は2つのcluster(第1、第2zinc finger領域)に分かれたzincfinger構造を持つ核内蛋白質をコードする。Evi-1は正常の造血細胞ではほとんど発現を認めないが、ヒトの白血病において高発現をすることが知られており、造血細胞の悪性化に深く関与する遺伝子である。今回、我々はEvi-1がMAP kinaseの一つであるc-Jun N-termkinase(JNK)と結合し、その活性を阻害することを明らかとした。JNKは紫外線(UV)や浸透圧などのストレス刺激やTNF_などにより活性化されるが、Evi-1はこれらの刺激によるJNKの活性化を抑制した。その抑制には第1zinc finger領域が必要であり、その領域を介してEvi-1はJNKと結合した。JNKはSEK1などのMAPKKによってリン酸化を受けて活性化されるが、このJNKのリン酸化はEvi-1によって阻害されなかった。またEvi-1はJNKによってリン酸化を受けることはなかった。これらのことから、Evi-1は活性化されたJNKと核内で結合し、JNKによる基質のリン酸化を阻害すると考えられた。一方、他のMAP kinaseであるERKやp38の活性はEvi-1によって抑制されなかった。
障害を持つ高齢者の自立活動向上および在宅介護の処方作成のための基礎的研究

在宅生活が自立できる高齢者と老人保健施設に入所が必要な要介護高齢者を対象に,歩行能力とADLおよびQOLの関連性を検討し,各対象に対する指導方法を検討した.自立が可能である在宅高齢女性27名(平均年齢:67.5±6.0歳)の歩行能力は,6分歩行距離(6MD)として60歳代で560.9±35.4m,70歳代で478.4±85.9mであり,歩行能力は下肢および上肢の身体機能,柔軟性および平衡性を敏感に反映し,ADLに関与することを示した.一方,老健施設に入所中の6595歳の寝たきり高齢者を除く要介護高齢女性24名(平均年齢:81.3±8.1歳)の6MDは196.0±71.8mと低下し,平衡性を示す開眼片足立ち,開眼時の重心動揺軌跡長と有意な相関を示し,生活体力の起居能力とも相関した.要介護高齢者の身体機能およびADLの低下には,筋力の低下に加え,平衡性の低下が強く関与していることを示した.さらに自立が可能である身体機能として,6MDでは平均350m,握力15.4Kg,Kraus-Weber18.5,長座体前屈5.0cm以上の能力が必要であり,また開眼片足立ちでは21.9秒,10m障害歩行時間9.2秒以内の能力が必要であることを示した.在宅高齢女性12名(67.1±5.0歳)に対しては,有酸素運動を主とした訓練を,要介護高齢者16名(83.9±5.2歳)に対してはバランス訓練を一時間/回,週3回,10週間にわたって指導した.その結果,在宅高齢者では身体組成,体力に加え,抑うつ度と主観的幸福度等の精神的機能の改善が認められた.要介護高齢者では,平衡機能,下肢筋力および姿勢調整能力の改善を導き,その結果として転倒予防につながる可能性が示された.以上より,在宅での自立した生活の維持のための身体機能を保つためには歩行を主とした有酸素運動の訓練が必要であること,さらに歩行能が低下した高齢者でもバランス訓練はADLの保持,転倒予防や寝たっきり防止のために有用であることが認められた.在宅生活が自立できる高齢者と老人保健施設に入所が必要な要介護高齢者を対象に,歩行能力とADLおよびQOLの関連性を検討し,各対象に対する指導方法を検討した.自立が可能である在宅高齢女性27名(平均年齢:67.5±6.0歳)の歩行能力は,6分歩行距離(6MD)として60歳代で560.9±35.4m,70歳代で478.4±85.9mであり,歩行能力は下肢および上肢の身体機能,柔軟性および平衡性を敏感に反映し,ADLに関与することを示した.一方,老健施設に入所中の6595歳の寝たきり高齢者を除く要介護高齢女性24名(平均年齢:81.3±8.1歳)の6MDは196.0±71.8mと低下し,平衡性を示す開眼片足立ち,開眼時の重心動揺軌跡長と有意な相関を示し,生活体力の起居能力とも相関した.要介護高齢者の身体機能およびADLの低下には,筋力の低下に加え,平衡性の低下が強く関与していることを示した.さらに自立が可能である身体機能として,6MDでは平均350m,握力15.4Kg,Kraus-Weber18.5,長座体前屈5.0cm以上の能力が必要であり,また開眼片足立ちでは21.9秒,10m障害歩行時間9.2秒以内の能力が必要であることを示した.在宅高齢女性12名(67.1±5.0歳)に対しては,有酸素運動を主とした訓練を,要介護高齢者16名(83.9±5.2歳)に対してはバランス訓練を一時間/回,週3回,10週間にわたって指導した.その結果,在宅高齢者では身体組成,体力に加え,抑うつ度と主観的幸福度等の精神的機能の改善が認められた.要介護高齢者では,平衡機能,下肢筋力および姿勢調整能力の改善を導き,その結果として転倒予防につながる可能性が示された.以上より,在宅での自立した生活の維持のための身体機能を保つためには歩行を主とした有酸素運動の訓練が必要であること,さらに歩行能が低下した高齢者でもバランス訓練はADLの保持,転倒予防や寝たっきり防止のために有用であることが認められた.研究テーマの主題に沿い、平成10年度は在宅高齢者の身体的能力、精神的能力と栄養評価を行い、自立に必要な生活活力の維持向上のための基礎資料を得るために、下記の測定を行った。【対象および方法】対象は60歳以上の在宅高齢の女性23名で、平均年齢65.9±4.8歳。体力の評価には、文部省の設定した新体力テスト(握力,上体おこし,長座体前屈,開眼片足立ち,10m障害物歩行,6分間歩行テスト:6MD)を実施した。ADLの評価は1日歩行数の記録と日常生活に関する12項目のスコア化を行った。また重心動揺計を用いた開眼時および閉眼時の重心動揺検査、GDS簡易版を用いた抑うつ度、自己の体力・健康に関する認識およひVASスケールを用いた主観的幸福度、さらに栄養調査を加えて総合的評価を行った。生活体力には起居時間、手腕作業時間、身辺作業時間を指標とした。【結果および考察】

対象者の運動能力の指標である6MDは551.7±42.3m、1日歩行数は8,403±1,308歩、ADLスコアは29.1±3.5(36点満点)とまず良好であった。6MDはADLスコアと相関し、日常での活動量の多い者ほど6MDが優れていた。また、6MDと10m障害物歩行との間に有意な相関関係が認められ、これらの測定値が優れている者ほど重心動揺が少ない傾向にあった。しかし、GDSスコアは3.3±2.7であり、23名中5名(21.7%)がうつ傾向にあり、精神的サポートの必要性が示唆された。生活体力の起居時間、手腕作業時間、身辺作業時間については、それぞれ5.1±1.1秒、35.8±4.2秒、7.2±1.6秒であった。特に、起居時間とADLスコアに相関関係が認められ、日常での活動量の多い者ほど起居能力が優れている傾向にあった。また栄養面では食品数やカロリーは正常以上にあったが、Ca、ビタミンD、Fe、線維素の欠乏している例が半数に認められた。以上、高齢者の自立能力の評価に必要な体力、運動能力、作業能力、栄養およびADLの各項目の基準を明らかにし、平成11年度には、障害をもつ高齢者のケア指導のための基礎データの作成を行う予定である。研究テーマの主題に沿い、平成11年度は介護を必要とする高齢者の身体機能および精神機能の包括的評価を行い、自立に必要な生活活力の維持向上のための基礎資料を得るために、下記の測定を行った。【対象および方法】対象は老人保健施設に入所中および通所中の6595歳(平均年齢81.3±8.1歳)の女性24名。身体機能の評価には、文部省実施の新体力テスト(握力、上体おこし、長座体前屈、開眼片足立ち、10m障害物歩行、6分間歩行:6MD)を実施した。また、重心動揺検査やファンクショナル・リーチの測定を行い平衡機能を評価した。生活体力は起居時間、手腕作業時間、身辺作業時間を指標とした。ADLの評価は1日歩行数の記録と日常生活に関する12項目についてのスコア化を行った。GDS簡易版を用いた抑うつ度の評価、VASを用いたQOLの評価を行った。【結果および考察】対象者の6MDは196.0±71.8mであり、平衡機能の指標である開眼片足立ち、重心動揺検査との間に有意な相関が認められた。生活体力は起居時間、手腕作業時間、身辺作業時間が、それぞれ、24.3±10.5秒、63.9±30.0秒、25.4±16.6秒であった。起居時間は6MD、10m障害物歩行、ファンクショナル・リーチ、重心動揺検査との間に相関が認められた。身辺作業時間も重心動揺検査と有意な相関を示し、要介護高齢者の日常生活における平衡機能の重要性が示された。ADLには、筋力、6MD、10m障害物歩行、起居能力の関与が認められた。GDSスコアは6.0±3.5であり、24名中8名(66.7%)がうつ状態を呈していた。また、QOLには、身体機能およびADLに加え、抑うつ度が関与していた。以上、高齢者の自立に必要な身体機能、運動能力、生活体力およびADLの各項目の基準を明らかにし、平成12年度には、障害をもつ高齢者の平衡機能の改善を目的としたbalance training programを作成し、老人保健施設で介入研究を行う予定である。在宅生活が自立できる高齢者と老人保健施設に入所が必要な要介護高齢者を対象に,歩行能力とADLおよびQOLの関連性を検討し,各対象に対する指導方法を検討した.自立が可能である在宅高齢女性27名(平均年齢:67.5±6.0歳)の歩行能力は,6分歩行距離(6MD)として60歳代で560.9±35.4m,70歳代で478.4±85.9mであり,歩行能力は下肢および上肢の身体機能,柔軟性および平衡性を敏感に反映し,ADLに関与することを示した.一方,老健施設に入所中の6595歳の寝たきり高齢者を除く要介護高齢女性24名(平均年齢:81.3±8.1歳)の6MDは196.0±71.8mと低下し,平衡性を示す開眼片足立ち,開眼時の重心動揺軌跡長と有意な相関を示し,生活体力の起居能力とも相関した.
階層的人工多細胞システムの反応ダイナミクス解析

本研究では、ベシクル型コロイドナノ粒子を階層的に集積した人工多細胞システムを固液界面に構築し、人工細胞間の反応ダイナミクスを空間的ならびに時間的に解析することを目的とした。具体的には、ベシクル型コロイドナノ粒子として、われわれが独自に開発した有機-無機ナノハイブリッド「セラソーム」をはじめとする二分子膜ベシクルを用いて人工多細胞組織体を自己組織的に作製し、この極微空間における反応ダイナミクスを解析することで、生体関連コロイドナノ粒子界面の反応場特性について検討した。本年度に得られた成果は、以下のとおりである。1.人工多細胞システム構築のための機能因子の解明単細胞モデルとしての二分子膜ベシクルを用いて、人工多細胞システムを構築するための機能因子を明らかにした。すなわち、リン脂質、合成ペプチド脂質、セラソーム形成脂質などから形成される種々の二分子膜ベシクルについて、ベシクル構造の安定化因子と、ベシクルを集積するための膜間相互作用について系統的な評価を行い、人工多細胞システムに階層性を導入するための設計指針を提示することができた。2.人工多細胞システムの空間階層性と時間階層性の相関水中や基板上に形成された人工多細胞システムについて、それらの物理化学的特徴を空間階層性と時間階層性の両面から検討した。すなわち、ジェミニペプチド脂質などの各種の分子スイッチを組み込んだ二分子膜ベシクルを用いて構築した人工多細胞システムについて、形成された超構造の空間階層性を明らかにした。また、人工細胞上で進行する人工受容体と酵素間の多段階反応を詳細に解析することで時間階層性を評価して、空間階層性との相関について考察し、ベシクル型コロイドナノ粒子の界面が提供する極微空間の反応特性を明らかにした。1.固液界面における人工多細胞システムの構築光や熱などの外界からの刺激に応答して分子認識能を変化させる分子スイッチとしてのジェミニペプチド脂質を開発し、この脂質を人工細胞としての二分子膜ベシクルに組み込むことで、ベシクルの集積が自在に制御できる人工多細胞系を水中ならびに固体基板上で構築できることを明らかにした。このような人工多細胞系は、セラソームを用いても構築可能であることがわかった。2.人工多細胞システムの空間的階層性空間的階層性をもった人工多細胞系を構築するには、従来のリポソーム形成脂質よりも構造安定性の高いセラソームが優れていることを明らかにした。このセラソームの構造的特徴を利用することで、セラソームを利用した有効な遺伝子導入システムも構築できることを示した。3.人工多細胞システムの時間的階層性細胞の情報伝達に関わる階層的な反応システムを意識して、人工受容体と酵素を固定化した脂質二分子膜ベシクルを構成した。この人工細胞表層の固液界面においては、人工受容体と酵素による分子認識のシンクロナイゼーションが有効に起こり、両者の分子間コミュニケーションにもとづいた人工情報伝達系が構築できることを示し、その時間的階層性を定量的に評価した。
安全な医療情報システムの構築・運用に必要なセキュリティ対策に対する最適化の検討

医療分野の情報システムにて医療情報のデジタル化により新たに生ずるリスクの把握および評価を施設毎に異なる環境・運用要件などを考慮して求め、セキュリティ対策の最適化についての検討を実施した。医療分野のシステムは他分野のシステムと比較して、情報化が遅れている分野の一つであるが、医療の最適化や効率化の為に、早急なる普及が望まれている。普及を妨げる理由の一つにシステム構築・運用に伴うセキュリティ対策の構築・運用の課題がある。理由として、対策評価に必要な医療情報の価値(医療資産)の把握が困難、および施設内のセキュリティ専門家の不在がある。本研究では、これらの問題点を解消する為に、価値基準、リスク評価およびセキュリティ対策を医療分野に特化することにより解決を図った。本研究の、独創的な特長として、1)独自モデル作成による全ての医療分野の情報システムへの対応可能、2)医療資産をシステムが被る損額ではなく、医療情報の利用に不可欠な基準への対応度とすることにより基準を脅かす影響度合いとその発生確率にてリスクを算出することにより一般の評価方法では、算出困難な定量的なリスク評価可能、3)基準に基づいた安全許容度を検討し、システムの各事象におけるリスクが許容度から離れているかを定量的に評価し、離れた割合に対して分類し、過不足ないセキュリティ対策を実施したものである。本方式を実際の2種類のシステム(広域放射線治療用データベースシステムおよび施設間連携医療情報システム)に適用したことにより、システムのリスク評価値に応じたセキュリティ対策の優先度およびコスト配分により、セキュリティ対策を施すことにより既存の方式と同等の安全性を確保しながら、それぞれ61%、63%の改善が認められ過不足ない最適なセキュリティ対策が実施できた。医療情報のデジタル化により生ずるリスクの把握、各施設によってことなる環境および運用要件がセキュリティ対策に及ぼす影響度を確認すべく要求条件の定義を行った。そして、それらを利用し、コストを最小化する為の検討を実施した。今年度研究完了項目1、基礎的検討本研究の基礎となる基礎的な内容を下記の4項目を中心として実施した。・研究の流れの設定(4段階に分類化した研究行程の検討、設定)・デジタル化の実施により発生するリスク(脅威および脆弱性)の把握・セキュリティ対策候補の分類による適切な手法の検討2、実システムによる検討1、の基礎的検討内容を実証すべく研究用システムとして、下記の3システムをモデルとして、基礎モデルの適応可否、設計および実装などの構築および検討中である。医療施設とROGAD事務局とをインターネットを利用して接続するシステムを対象とし、本システムに対するリスク評価およびセキュリティ対策の設計、実装を実施した。2)小規模医療情報システム(広島県立保健福祉大学内LAN)小規模システムでも安全かつ簡便に利用可能な情報システムモデル(試験サーバおよびクライアント)を設計および構築し、運用性の評価を実施した。3)施設間医療情報伝送システム(広島県立保健福祉大学と広島県立リハビリセンタとの連携)施設間にてMR画像を伝送するシステムのリスク評価および簡便かつ効率的なセキュリティ対策を検討した。来年度研究計画上記、実システムは現在構築中である、システムの完成および運用は来年度を予定し、運用結果より評価および検証を実施し、システムの改良を含む基礎理論の再検討もする予定である医療分野の情報システムにて医療情報のデジタル化により新たに生ずるリスクの把握および評価を施設毎に異なる環境・運用要件などを考慮して求め、セキュリティ対策の最適化についての検討を実施した。
自閉症スペクトラム障害児における他者の視線理解による社会的相互作用の促進

第2年次の研究では,ASD児が視線理解促進プログラムを受けた結果,ASD児本人の幸福感・満足感が上昇したかどうかの検証を行った。視線理解促進プログラムとは,第1年次の研究において,自閉症スペクトラム障害(ASD)児が困難としている,他者への表情や他者の表情への注目行動や注意方向の理解を促進するために開発したプログラムであった。このプログラムを実施することで,ASD児が他者へ注目し,コミュニケーションの円滑化が達成されることが想定されていた。そのため,第2年次の研究では,視線理解促進プログラムを実施した結果,コミュニケーションの円滑化が達成されたことにより,ASD児のQOLが上昇したかどうか検証することを第2年次の研究の目的とした。ASD児の幸福感・満足感の評価のため,児童のQOLを測定する尺度の日本語版のKid-KINDLRを使用した。Kid- Kid-KINDLRは,1身体的健康,2情動的well-being,3自尊感情,4家族,5友達,6学校生活の6領域について各4項目ずつ合計24項目から構成された。Kid- Kid-KINDLRは,保護者とASD児本人の双方に実施した。視線理解促進プログラムの実施前後で比較した結果,1保護者のQOL総得点は上昇したが,対象児のQOL総得点は下降したこと,2得点は一律に上昇・下降するわけではないこと,3社会的な側面を表す“友達"の項目が対象児と保護者の双方が減少することが明らかになった。このことについては,「事例研究」として学術研究論文を執筆投稿する計画にしている。当初計画していた通り,ASD児へ視線理解促進プログラムを実施した結果,ASD児本人の幸福感・満足感が上昇したかどうかの検証を行うことができた。そして,第1年次の成果を1編の学術研究論文として,第2年次の成果を1件の学会発表として公表した。さらに,当初計画していなかった,他者の視線方向や表情を参考にした対人相互交渉の方略の獲得に関するデータを追加的に収集することができた。しかしながら,追加的なデータの収集を行ったため,その成果の学術研究論文を執筆投稿が残っている。以上を総合した結果,おおむね順調に進展していると判断した。なお,第3年次において第2年次の成果を,「事例研究」として学術研究論文を執筆投稿する計画にしている。第2年次の研究結果から,本研究におけるASD児へ視線理解促進プログラムの結果,1保護者のQOL総得点は上昇したが,対象児のQOL総得点は下降したこと,2得点は一律に上昇・下降するわけではないこと,3社会的な側面を表す“友達"の項目が対象児と保護者の双方が減少することが明らかになった。特に3については,本研究の視線理解促進プログラムにおいては,コミュニケーションの一部しか扱わないため,他者の視線や表情の意味を理解したが,友達とのコミュニケーションに対応しきれないことが推察された。これらのことから,今後の研究においては,視線や表情の意味の理解だけでなく,数多くのコミュニケーションの方略を習得する必要があると推察された。そのため,今後の研究では,コミュニケーション方略の幅を広げるための介入プログラムの開発を推進する。本研究の目的は,1.ASD児に対し,他者の視線方向や表情を読み取ることが可能になるプログラムの開発,2.プログラム実施前から終了後にかけて,家庭や保育・教育場面における社会的相互作用の様相を聴取(行動逸話収集)により評価すること3.本研究を実施した結果,ASD児自身の幸福感・満足感の向上に繋がったか否かを確認することの3点であった。このうち,平成29年度はASD児へ,1.実験室のような統制された場面で獲得したスキルが,家庭や保育・教育場面で発揮しやすくなる技法を用いた他者の視線方向や表情を読み取ることが可能になるプログラムの実施することと,2.プログラム実施前から終了後にかけて,家庭や教育場面における社会的相互作用の様相の聴取を実施した。結果を以下に記した。1.机上ゲームの内容と対戦相手を決定する場面において,研究を実施した。この場面において,ASD児が他者の視線方向や言語反応,表情といった対人反応が提示される場面を複数体験することにより,1他者の視線を見る行動,2他者の反応に合わせた行動の選択,3その選択の理由説明がどのように推移するか検討した。ASD児は本研究実施以前に他者の視線方向の理解に関する指導を受けていたため,先行学習と類似した場面を設定するだけで,これらの3つの行動を自発可能になった。以上のことから,ASD児の社会的相互作用の促進可能性を指摘した。2.保護者に家庭と学校場面における社会的相互作用の様相を聴取(行動的逸話収集)した。結果として,学校場面において,他者の視線方向や表情を参考にした社会的相互作用の報告が確認できた。このことから,日常生活場面において本研究で発揮可能となった行動が般化したと考えられた。以上のことから, ASD児が獲得した他者の視線方向を読み取るスキルを家庭や教育場面においても発揮可能になるプログラムの開発を達成できたと考えられる。平成29年度は,ASD児へ,1.実験室のような統制された場面で獲得したスキルが,家庭や保育・教育場面で発揮しやすくなる技法を用いた他者の視線方向や表情を読み取ることが可能になるプログラムの実施することと,2.プログラム実施前から終了後にかけて,家庭や教育場面における社会的相互作用の様相の聴取(行動逸話収集)を行う計画であった。これらの研究は,すでに実施が完了している。現在は,平成30年度の計画を滞りなく実施するべく,準備を進めている。

第2年次の研究では,ASD児が視線理解促進プログラムを受けた結果,ASD児本人の幸福感・満足感が上昇したかどうかの検証を行った。視線理解促進プログラムとは,第1年次の研究において,自閉症スペクトラム障害(ASD)児が困難としている,他者への表情や他者の表情への注目行動や注意方向の理解を促進するために開発したプログラムであった。このプログラムを実施することで,ASD児が他者へ注目し,コミュニケーションの円滑化が達成されることが想定されていた。そのため,第2年次の研究では,視線理解促進プログラムを実施した結果,コミュニケーションの円滑化が達成されたことにより,ASD児のQOLが上昇したかどうか検証することを第2年次の研究の目的とした。ASD児の幸福感・満足感の評価のため,児童のQOLを測定する尺度の日本語版のKid-KINDLRを使用した。Kid- Kid-KINDLRは,1身体的健康,2情動的well-being,3自尊感情,4家族,5友達,6学校生活の6領域について各4項目ずつ合計24項目から構成された。Kid- Kid-KINDLRは,保護者とASD児本人の双方に実施した。視線理解促進プログラムの実施前後で比較した結果,1保護者のQOL総得点は上昇したが,対象児のQOL総得点は下降したこと,2得点は一律に上昇・下降するわけではないこと,3社会的な側面を表す“友達"の項目が対象児と保護者の双方が減少することが明らかになった。このことについては,「事例研究」として学術研究論文を執筆投稿する計画にしている。当初計画していた通り,ASD児へ視線理解促進プログラムを実施した結果,ASD児本人の幸福感・満足感が上昇したかどうかの検証を行うことができた。そして,第1年次の成果を1編の学術研究論文として,第2年次の成果を1件の学会発表として公表した。さらに,当初計画していなかった,他者の視線方向や表情を参考にした対人相互交渉の方略の獲得に関するデータを追加的に収集することができた。しかしながら,追加的なデータの収集を行ったため,その成果の学術研究論文を執筆投稿が残っている。以上を総合した結果,おおむね順調に進展していると判断した。なお,第3年次において第2年次の成果を,「事例研究」として学術研究論文を執筆投稿する計画にしている。平成30年度は,3.平成29年度の研究を実施した結果,ASD児自身の幸福感・満足感の向上に繋がったか否かを確認する予定である。子どもと保護者の双方のQOLを測定することができるKid-KINDLRの尺度を用いて,その変化を分析する。Kid-KINDLRは6領域について各4項目ずつ合計24項目から構成される。この6領域の合計得点はもちろんのこと,項目についても詳細に分析を行う。分析は,得点をグラフ化し,変化があれば一目瞭然となる視覚的検討を行う予定である。第2年次の研究結果から,本研究におけるASD児へ視線理解促進プログラムの結果,1保護者のQOL総得点は上昇したが,対象児のQOL総得点は下降したこと,2得点は一律に上昇・下降するわけではないこと,3社会的な側面を表す“友達"の項目が対象児と保護者の双方が減少することが明らかになった。
SV40T抗原による細胞遺伝子発現の変化

1.発現量の少ない細胞遺伝子の中で網膜芽細胞腫感受性遺伝子(Rb遺伝子)の発現がSV40によるトランスホーメーションまたは感染のみならず、アデノウイルスによるトランスホーメーションや感染により上昇することが明らかになった。ただし、既に癌化した細胞のHeLaやKBではアデノウイルス感染によるRb遺伝子発現の上昇が見られない。これはすでに発現量の高いためと考えられる。2.様々な核局在性蛋白質のcDNAを得る目的で、タグ付きcDNAライブラリー用ベクターを開発した。このベクターを用いてcDNAライブラリーを作ると一定の割合で、細胞にトランスフェクトしたとき、タグとしたSV40T抗原N末部分とcDNA由来の部分が結合したキメラ蛋白質を発現することのできるクローンが得られる。タグはモノクローン抗体PAb419で認識できる。cDNA由来の部分に核局在性のシグナルがあるとキメラ蛋白質も核局在性を示すことが期待される。実際、サル腎細胞CV1よりのmRNAを用いてcDNAライブラリーを作製し、細胞にトランスフェクトし、キメラ蛋白質の細胞内局在をPAb419を用いた蛍光抗体法で検討したところ、約30クローンに1つがキメラ蛋白質を作っており、キメラ蛋白質の内約4分の1のものが核局在性を示した。核局在性を示したクローンのcDNA部分につき、一次構造の決定等を行っている。タグをT抗原N末部分からCD4抗原N末部分へと変えることにより、膜局在性を示すクローンを分離可能なベクターを作ることができると期待されるので、検討中である。
神社・寺院の参道空間に関する研究

1.文献や収集した資料等から参道空間の整っている神社・寺院の参道の形態,社殿の配置等を検討し, 41神社・27寺院を対象に調査を行った.調査では,参道の折れ曲がり,勾配,植栽の様子等を記録し,空間的雰囲気の変化する分節点に従いカラーパノラマ写真を撮影した.また,神職・住職に聞込み調査を行い,参道の状況や歴史的変遷についても資料を得た.2.参道の物理的構成を調査記録を基に,形態的アイテムとして参道の長さ・立地条件・平面型・断面型・レベル変化・参道の起点・終点の高低差などを,空間的アイテムとして参道のシークエンスのタイプ・分節点数等,神社では10アイテム41カテゴリー,寺院では13アイテム48カテゴリーに分類し,それぞれ該当の有無を類似度としたクラスター分析(最長距離法)を行い,その結果神社5タイプ(直接単純型・鵜戸型・屈折高揚型・平地有水型・地形演出型),寺院7タイプ(山麓直線型・山麓回遊型・山麓曲折型・深山登坂型・深山上下型・山麓平地型・市街地平地型)に類型化できた.3.カラーパノラマ写真を用い,分節点ごとに空間の心理評定をSD法(16心理因子軸)により行い,これを基に心理量シークエンス図(神社656図・寺院432図)を作成した.これから図の形状により神社・寺院の各心理因子軸ごとに分類し,クラスター分析(最長距離法)を行い,その結果神社・寺院ともに5つの心理的シークエンスのタイプにわけることができた.4.神社・寺院の物理的構成と心理的シークエンスの相関関係について,上記のクラスター分析で得られたタイプを基にマトリックス図を作成し,全ての神社・寺院をプロットすることにより,それぞれの空間的特徴を解明することができた.例えば,参道の折れ曲りが分節点と一致しているか否かで,前者は折れ曲がりとレベル変化,後者は植栽・燈籠の配置の疎密により,期待感など心理的高揚を招くと考えられる.1.文献や収集した資料等から参道空間の整っている神社・寺院の参道の形態,社殿の配置等を検討し, 41神社・27寺院を対象に調査を行った.調査では,参道の折れ曲がり,勾配,植栽の様子等を記録し,空間的雰囲気の変化する分節点に従いカラーパノラマ写真を撮影した.また,神職・住職に聞込み調査を行い,参道の状況や歴史的変遷についても資料を得た.2.参道の物理的構成を調査記録を基に,形態的アイテムとして参道の長さ・立地条件・平面型・断面型・レベル変化・参道の起点・終点の高低差などを,空間的アイテムとして参道のシークエンスのタイプ・分節点数等,神社では10アイテム41カテゴリー,寺院では13アイテム48カテゴリーに分類し,それぞれ該当の有無を類似度としたクラスター分析(最長距離法)を行い,その結果神社5タイプ(直接単純型・鵜戸型・屈折高揚型・平地有水型・地形演出型),寺院7タイプ(山麓直線型・山麓回遊型・山麓曲折型・深山登坂型・深山上下型・山麓平地型・市街地平地型)に類型化できた.3.カラーパノラマ写真を用い,分節点ごとに空間の心理評定をSD法(16心理因子軸)により行い,これを基に心理量シークエンス図(神社656図・寺院432図)を作成した.これから図の形状により神社・寺院の各心理因子軸ごとに分類し,クラスター分析(最長距離法)を行い,その結果神社・寺院ともに5つの心理的シークエンスのタイプにわけることができた.4.神社・寺院の物理的構成と心理的シークエンスの相関関係について,上記のクラスター分析で得られたタイプを基にマトリックス図を作成し,全ての神社・寺院をプロットすることにより,それぞれの空間的特徴を解明することができた.例えば,参道の折れ曲りが分節点と一致しているか否かで,前者は折れ曲がりとレベル変化,後者は植栽・燈籠の配置の疎密により,期待感など心理的高揚を招くと考えられる.1.全国各地の神社・寺院について文献等資料により、明らかに参道空間を有するものをリストアップし、参道空間の特徴的なものについて、詳細な地図・資料を多数収集した。2.これらの資料を基に伽藍配置・参道の長さ・折れ曲がりの形態・レベル変化等について検討し、分類した。3.この分類を基に様々な参道空間のタイプのバリエーションが含まれるように神社参道65、寺院参道67を選び、現地調査対象空間とした。4.現地調査では、実際の空間体験を通して、空間を分節すると考えられる地点429点においてカラーパノラマ写真撮影・階段の段数・植栽の様子・門・鳥居・その他の建築物の位置等詳細な記録を行った。一方参道空間の歴史的変遷を中心に各神社・寺院の関係者にヒアリング調査を行い、資料収集を合わせて行った。5.調査により得られたデータを基に参道空間を構成するレベル差・折れ曲がりなど15アイテム38カテゴリーの要因に整理し、数量化【III】類によりパターン分類を行い、参道空間の空間構造の傾向を明らかとした。6.さらに空間構成要素を検討し41の神社参道空間について41の要因を、27の寺院参道空間について48の要因を変数としたクラスター分析を行い、参道空間の構造による各神社・寺院参道のグルーピングを明らかとした。7.その結果、神社参道空間の構造のタイプは〈直接明快型〉〈鵜戸型〉〈屈折高揚型〉〈平地有水型〉〈地形演出型〉の5タイプに、寺院参道空間では、〈山麓直線型〉〈山麓回遊型〉〈山腹登攀型〉〈まわり込み型〉

〈深山登攀型〉〈中腹平地型〉〈平地型〉の7タイプに類型化されることが判明し、それぞれ参道空間の特徴を踏まえて命名することができた。8.今後は、神社・寺院の参道空間のもつ心理的意味についての分析を進め、一方で空間構成要素を定量的に捉えることにより、両者の相関関係について、定性的・定量的に明らかにし、心理的・物理的両側面より参道空間を解明する予定である。
表面凹凸データ解析用ツールの標準化を指向した広領域ソフトゲージと実量器の開発

面領域の測定には三次元表面凹凸形状測定機が用いられるが,面領域の評価方法,測定機の校正方法などは現在ISOで審議されている段階である.その中で測定機の校正方法として実量器の提案が行われているが,粗さ測定機のための粗さ用標準面実量器に準ずる形状は含まれていない.しかし,測定原理の差異などから発生する各測定機間での実測値の挙動を同定するためにも,この種の実量器は必要となる.そこで,以下の手法で,表面凹凸形状測定機のための実量器を試作した.表面凹凸データを解析するための各種ソフトウェアの性能を同定するために,非因果的二次元自己回帰モデルを使用したランダム表面性状をもつソフトゲージの研究が行われてきた.本研究ではソフトゲージの生成手法と同様の方法で実量器のためのランダム表面凹凸データを生成した.極小径のボールエンドミルにより切削加工を行うとして,加工可能な波長と振幅の限界,加工に伴い発生する表面粗さを幾何学的に導出した.また,加工に使用するボールエンドミルの輪郭形状を測定し,それを基に解析用シミュレーションモデルの幾何学的精度を上げた.実量器の製作のために加工機を設計・製作し、実量器の試作を行った.触針式測定機による実測データとシミュレーションデータによる表面性状パラメータとの比較を行い,本シミュレーションモデルの妥当性を確認した.また,市販の超精密加工機を用いて同様の加工を行った.測定原理の異なる数種類の市販測定機を用いて、試作した実量器の表面凹凸データを収集し,各測定機の基本特性を表面性状パラメータによって同定した.結果として、触針式表面形状測定機ではシミュレーション結果と非常に近い値が得られ,光学式測定機やトポグラフィSEM等の非接触式測定機では異常値によりシミュレーション結果と大きく異なった.最終的に、試作した実量器が生成したデータに忠実に作られていること,および測定機の挙動を同定するための実量器として工業的に使用可能であることが分かった.面領域の測定には三次元表面凹凸形状測定機が用いられるが,面領域の評価方法,測定機の校正方法などは現在ISOで審議されている段階である.その中で測定機の校正方法として実量器の提案が行われているが,粗さ測定機のための粗さ用標準面実量器に準ずる形状は含まれていない.しかし,測定原理の差異などから発生する各測定機間での実測値の挙動を同定するためにも,この種の実量器は必要となる.そこで,以下の手法で,表面凹凸形状測定機のための実量器を試作した.表面凹凸データを解析するための各種ソフトウェアの性能を同定するために,非因果的二次元自己回帰モデルを使用したランダム表面性状をもつソフトゲージの研究が行われてきた.本研究ではソフトゲージの生成手法と同様の方法で実量器のためのランダム表面凹凸データを生成した.極小径のボールエンドミルにより切削加工を行うとして,加工可能な波長と振幅の限界,加工に伴い発生する表面粗さを幾何学的に導出した.また,加工に使用するボールエンドミルの輪郭形状を測定し,それを基に解析用シミュレーションモデルの幾何学的精度を上げた.実量器の製作のために加工機を設計・製作し、実量器の試作を行った.触針式測定機による実測データとシミュレーションデータによる表面性状パラメータとの比較を行い,本シミュレーションモデルの妥当性を確認した.また,市販の超精密加工機を用いて同様の加工を行った.測定原理の異なる数種類の市販測定機を用いて、試作した実量器の表面凹凸データを収集し,各測定機の基本特性を表面性状パラメータによって同定した.結果として、触針式表面形状測定機ではシミュレーション結果と非常に近い値が得られ,光学式測定機やトポグラフィSEM等の非接触式測定機では異常値によりシミュレーション結果と大きく異なった.最終的に、試作した実量器が生成したデータに忠実に作られていること,および測定機の挙動を同定するための実量器として工業的に使用可能であることが分かった.広領域の表面凹凸波形データを定量評価するための数式処理用ソフトウェアが正当に機能するか歪かを客観的に検証するためのソフトゲージを開発すること、及びランダム標準表面を製作するための表面加工システムを構築し、市販の表面凹凸形状測定機の総合的な不確かさ値を同定する手法を提案することを研究目的とした。今年度は以下の研究内容を実施した。(1)「非因果的な面領域自己回帰モデルによる3次元ランダム表面凹凸データの生成システム」のマン・マシーン・インターフェース機能を強化した。また、長波長成分を重視した設定パラメータの最適化を試み、計算効率の大幅な向上を達成した。(2)極小径ボールエンドミルによる切削加工でランダム標準表面を製作する際の工具輪郭軌跡の幾何学解析を行い、創製可能な正弦波の振幅と波長を先端半径の関数として表した。また、ピックフィード量によるカスプ(削り残し)の相対的な大きさを同定した。(3)ランダム表面凹凸データから工具軌跡のNCデータを作成するためのコンピュータプログラムを試作した。モルフォロジーフィルタの応用に位置づけ、フィルタ処理後の表面波形のパラメトリック定量評価を可能にした。(4)既設の「平面データム内蔵の走査型表面形状測定機」を一部改造し、Z軸位置決め機能付き高精度スピンドルユニットを搭載し、平面データム基準の垂直切り込み量の設定と面内走査が可能な加工制御システムを完成させた。(5)先端半径0.05mmの超硬エンドミルを工具として、正弦波状の2次元標準表面を試作した。

連続倣い方向において工具オフセット量の妥当性を、ピックフィード方向ではカスプの相対的な大きさを市販の触針式表面輪郭形状測定機で検証した。幾何学的シミュレーション結果と加工誤差との差異が表面化し、工具形状と切削現象に関する検討も必要となった。面領域の測定には三次元表面凹凸形状測定機が用いられるが,面領域の評価方法,測定機の校正方法などは現在ISOで審議されている段階である.その中で測定機の校正方法として実量器の提案が行われているが,粗さ測定機のための粗さ用標準面実量器に準ずる形状は含まれていない.しかし,測定原理の差異などから発生する各測定機間での実測値の挙動を同定するためにも,この種の実量器は必要となる.そこで,以下の手法で,表面凹凸形状測定機のための実量器を試作した.表面凹凸データを解析するための各種ソフトウェアの性能を同定するために,非因果的二次元自己回帰モデルを使用したランダム表面性状をもつソフトゲージの研究が行われてきた.本研究ではソフトゲージの生成手法と同様の方法で実量器のためのランダム表面凹凸データを生成した.極小径のボールエンドミルにより切削加工を行うとして,加工可能な波長と振幅の限界,加工に伴い発生する表面粗さを幾何学的に導出した.また,加工に使用するボールエンドミルの輪郭形状を測定し,それを基に解析用シミュレーションモデルの幾何学的精度を上げた.実量器の製作のために加工機を設計・製作し、実量器の試作を行った.触針式測定機による実測データとシミュレーションデータによる表面性状パラメータとの比較を行い,本シミュレーションモデルの妥当性を確認した.また,市販の超精密加工機を用いて同様の加工を行った.測定原理の異なる数種類の市販測定機を用いて、試作した実量器の表面凹凸データを収集し,各測定機の基本特性を表面性状パラメータによって同定した.結果として、触針式表面形状測定機ではシミュレーション結果と非常に近い値が得られ,光学式測定機やトポグラフィSEM等の非接触式測定機では異常値によりシミュレーション結果と大きく異なった.最終的に、試作した実量器が生成したデータに忠実に作られていること,および測定機の挙動を同定するための実量器として工業的に使用可能であることが分かった.