hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ストロークとタップを使うスマートウォッチ向け文字入力手法と専用タッチボードの開発

改良手法では,画面の上辺,左辺,右辺をそれぞれ2分割し,各区画に平仮名の行を2つずつ割り当てる.入力したい行が書かれている区画を横切るようにスライドインする(画面の外から内へと指を滑らせる)と,画面が二分割され,それぞれに行が1つずつ表示されるので,指先を入力したい側に移動してから指を離すことで,行を確定する.段選択では,画面が3 ×3の格子に分割され,選んだ行の5つのひらがなが表示されるので,タップで選択する.この画面の右下のボタンをタップすると,表示を濁音や半濁音に切り替えることができる.昨年度に開発した手法では,清音を入力したのちに濁点や半濁点を追加していたため,表示に小さな文字を使うと濁点/半濁点の有無が区別しづらかった.改良手法では,文字を大きく表示した状態で濁音/半濁音を選択することができるため,誤入力を防ぐことができる.これらの改良により,初心者の入力速度が2割程度改善し,約5分間の利用で28文字/分の入力が達成できている.入力手法の改良に伴い,専用タッチボードのデザインを変更した.ボードを8方向に分割し,隣り合う2つのタッチセンサに同時に振れた場合に間の位置を出力する仕組みは同じだが,タッチセンサの幅を狭くし,中央に大きめの出っ張りを設けることで,指先を立ててタッチするように誘導するデザインに変更した.この改良により,時計バンドに装着して親指で操作を行う実用で想定される使用条件において,行選択で98.7%,段選択で99.4%の高い認識率が達成できた.当初は,1年目にプロトタイプの作成,2年目にその評価,3年目に改良版のシステムの作成,の手順を考えていたが,2年目が終わった時点で,入力システムも専用タッチボードも改良版の作成と簡単な評価まで完了した.当初の予定より1年前倒しで進んでいる.ソフトウェア開発については,1年目でAndroid Wareでの開発環境が整ったことが大きく寄与している.最初のシステムのテスト段階で思いついた改良案を約1年で実装し,小規模な評価実験まで行うことができた.タッチボードについても,センサのレイアウトは変更しているが,基本的な処理は改良前後で同じにできたため,評価実験を短期間で行うことができた.研究成果の発表についても,タッチボードについては1年目の成果をモバイル学会の論文として公表することができた.また,入力システムについては,情報処理学会の審査を待っている状態である.2年目の研究成果についても,タッチボードについては初稿原稿を投稿済みである.また,入力システムについては国際会議HCII2018での発表が決まっている.このように,成果発表についても,半年程度のスケジュールの前倒しが達成できている.スマートウォッチ用のソフトウェアキーボードを開発した.特徴は,(1)画面の占有率が低い,(2)初心者でも容易に使うことができる,(3)矩形画面でも円形画面でも同等に使うことができる,の3点である.(1)は画面の縁に配置したキーをスライドインで選択することで達成している.スライドインとは画面の外側に触れた指を接触を保ったまま画面内に滑り入れる動作のことである.実験では,この方法で画面の縁から2mmの範囲を94.4%の確率で入力できた.そこで,キーの幅を2mmに設定して画面占有率を27%に削減した.(2)については,実験により使い始めてから125文字(利用時間は約320秒)入力した時点で毎分28.7文字入力できることを確認している.このときの誤入力率は4.7%だった.短時間使うだけでシステムに慣れ,実用的な速度で入力できると言える.
水域開発に伴う資源再利用型環境保全・修復システムに関する研究

瀬戸内海のような閉鎖性海域における環境改善は十分には進んでいないのが現状であり、生物生息環境の保全・改善・創造のための技術の開発が急務となっている。本研究は、流動制御機能を有する水産資源増殖構造物に関する技術および実海域における水産資源増殖効果の定量的評価技術をシーズとし、生物親和性が高く、製造・組立が容易な多孔質体を装着した水産資源増殖構造物を開発するとともに海域環境保全・修復システムを構築することを目的とした。本研究では、形状、性状、調達の容易性等から製鋼スラグ、建設二次処理副産物を骨材として使用し、多孔質な構造を持つ新基質を開発した。従来の魚礁構造物では実現が困難であった流動制御機能を有し,餌料生物および海藻胞子の着生促進を可能とした水産資源増殖構造物を数値モデルによって推定した漁場造成適地に設置し、生物環境改善機能について継続的に調査・検証した。主な研究成果としては、以下に示すものが得られた。前年とは高さの異なる模型を製作し水理実験および数値シミュレーションを行うことにより、構造物の有する流動制御機能の影響範囲を定量的に評価した。研究対象海域においても潮流観測・潮流計算を行い、実験的に設置適地を選定し、構造物沈設後、魚類・付着生物調査も行った。継続的な魚類蝟集・付着生物調査に加え、有用稚魚の放流を行い構造物への蝟集量を調査した結果、既存の天然岩礁へ放流した場合以上の着生量が確認された。また、餌料培養多孔質プレートとしてスラグ混入・無混入のものを構造物に設置しており、基質別および空隙率別に選好性餌料生物調査を行うことにより、多孔質プレートの餌料培養効果の優位性を検証し、最適設計を行った。これらの結果より、(1)水産資源増殖構造物の仕様、(2)水理模型実験、(3)設置海域の潮流観測・潮流計算、(4)実機実験を経て海域環境保全・修復システムを構築し、その有効性を検証した。自然再生推進法が成立し、瀬戸内海を始め海域環境改善は急務となってきている。本研究は、従来のコンクリート等を用いた材料に代わる資源再利用を考慮した生物親和性の高い炭酸カルシウム多孔質体を開発し、環境改善効果の高い魚礁等に適用することにより、沿岸海域の生産力増強機能を持つ海域環境保全・修復システム構築を目指すものである。研究初年度は、(1)生物着生に有効とされる流動制御機能を有する水産資源増殖構造物の開発、(2)設置適地選定のための流動観測、数値シミュレーションモデル構築、(3)構造物製作、実海域への設置、(4)生物効果調査を行い、システム構築のための基礎データ収集及び手法の妥当性を検証した。以下に概要を示す。先ず、構造物の基本形状を設計し、中央部に流動制御版を装着した構造物模型を作製して水理実験を行った。その結果、構造物による後流域形成範囲について,流速10cm/s以上の流域においては,構造物高さの約20倍程度後方まで影響を与えることが判った。次に、数値モデルによる設置適地を選定した後、実機構造物を製作し、実海域へ設置した。設置後3ヶ月が経過した時点で流動制御機能を有する水産資源増殖構造物について,近接する良好な漁場となっている天然礁と同様な魚種の蝟集が確認され、実海域での良好な生物蝟集効果が発揮されていることが検証された。また餌料培養基質として,建設副産物であるスラグを混入して表面を炭酸カルシウム化した多孔質な微少空間を有する餌料培養プレートを構造物に装着させた場合の餌料生物着生効果も検証し,プレートの持つ餌料培養機能の有効性を確認した。研究2年目以降は、長期的な生物効果を調査し、従来基質に対する資源再利用型多孔質基質の優位性及び海域環境保全・改善システムの有効性を検証する。本研究は、流動制御機能を有する水産資源増殖構造物に関する技術および実海域における水産資源増殖効果の定量的評価技術をシーズとし、生物親和性が高く、水産資源増殖構造物の部材として使用可能な強度を持ち、製造・組立が容易な多孔質体を装着した水産資源増殖構造物を開発することを目的とした。本研究では、形状、性状、調達の容易性等から製鋼スラグ、建設二次処理副産物を骨材として使用し、多孔質な構造を持つ基質を開発した。従来の魚礁構造物では実現が困難であった流動制御機能を有し,飼料生物および海藻胞子の着生促進を可能とした水産資源増殖構造物を数値モデルによって推定した漁場造成適地に設置し、生物環境改善機能を検証した。構造物模型を製作し水理実験を行うことにより、構造物の有する流動制御機能の影響範囲を定量的に評価した。継続的な魚類蝟集・付着生物調査に加え、実海域での構造物による流動制御機能を検証するため、動物プランクトン分布も調査した結果、近接する天然岩礁以上の生物蝟集および着生量が確認された。また、餌料培養多孔質プレートとしてスラグ混入・無混入のものを構造物に設置しており、基質別に付着物調査を行うことにより、多孔質プレートの餌料培養効果の優位性を検証した。

これらの結果より、(1)水産資源増殖構造物の仕様、(2)構造物による水理模型実験(構造物の流動制御機能の定量的評価)、(3)設置海域の潮流観測・潮流計算、(4)実機実験(生物蝟集状況の把握)を経て同海域環境保全・修復システムを提案し、その有効性を検証した。瀬戸内海のような閉鎖性海域における環境改善は十分には進んでいないのが現状であり、生物生息環境の保全・改善・創造のための技術の開発が急務となっている。本研究は、流動制御機能を有する水産資源増殖構造物に関する技術および実海域における水産資源増殖効果の定量的評価技術をシーズとし、生物親和性が高く、製造・組立が容易な多孔質体を装着した水産資源増殖構造物を開発するとともに海域環境保全・修復システムを構築することを目的とした。本研究では、形状、性状、調達の容易性等から製鋼スラグ、建設二次処理副産物を骨材として使用し、多孔質な構造を持つ新基質を開発した。従来の魚礁構造物では実現が困難であった流動制御機能を有し,餌料生物および海藻胞子の着生促進を可能とした水産資源増殖構造物を数値モデルによって推定した漁場造成適地に設置し、生物環境改善機能について継続的に調査・検証した。主な研究成果としては、以下に示すものが得られた。前年とは高さの異なる模型を製作し水理実験および数値シミュレーションを行うことにより、構造物の有する流動制御機能の影響範囲を定量的に評価した。研究対象海域においても潮流観測・潮流計算を行い、実験的に設置適地を選定し、構造物沈設後、魚類・付着生物調査も行った。継続的な魚類蝟集・付着生物調査に加え、有用稚魚の放流を行い構造物への蝟集量を調査した結果、既存の天然岩礁へ放流した場合以上の着生量が確認された。また、餌料培養多孔質プレートとしてスラグ混入・無混入のものを構造物に設置しており、基質別および空隙率別に選好性餌料生物調査を行うことにより、多孔質プレートの餌料培養効果の優位性を検証し、最適設計を行った。これらの結果より、(1)水産資源増殖構造物の仕様、(2)水理模型実験、(3)設置海域の潮流観測・潮流計算、(4)実機実験を経て海域環境保全・修復システムを構築し、その有効性を検証した。
重金属曝露と歯周病の相乗効果が早産・低体重児出産に与える影響

重金属曝露と歯周病の相乗効果が、早産・低体重児出産に与える影響を日本とパキスタンにおいて評価した。低体重児出産は、重金属曝露と歯周病の組合せにより有意に増加し、妊娠に対してネガティブな相乗効果を示した。また、パキスタンにおける重金属曝露の主要な汚染源は、食品とハウスダスト中の鉛および飲料水中のヒ素であった。本研究では、重金属曝露と歯周病の相乗効果が早産・低体重児出産に与える影響を研究室の調査結果と合わせて解析する。また、妊婦の重金属曝露の汚染源についてもあわせて調査する。研究室の調査では、妊婦の曝露評価のために生体試料として血液(日本105、パキスタン97)などを、その汚染源として食品(日本102、パキスタン97)を回収し、その重金属濃度をICP-MS分析にて測定した。これにより、妊婦の重金属曝露と摂取した食品の重金属汚染についての解析が可能になった(解析中)。本研究では、食品以外の重金属汚染源として、ハウスダスト(日本90、パキスタン62)/吸引性粉じん(パキスタン80)/土壌(パキスタン8)/化粧品(パキスタン30)/ガソリンおよびエンジンオイル(パキスタン7)を回収した。試料のうち、日本のハウスダストの重金属濃度を蛍光エックス線分析で測定し、寄与が高いと報告されている食品とハウスダストからの重金属曝露を合わせて解析するための結果を得た。パキスタンの試料については、食品とハウスダスト以外に吸引性粉じん/土壌/化粧品/ガソリンおよびエンジンオイルを追加し、Bioaccessible鉛としての濃度もあわせて測定した。また、生体試料と汚染源試料を用いて鉛同位体比分析を行い、妊婦の鉛曝露の汚染源を網羅的に解析するためのデータを得た。歯周病調査は、パキスタンの対象妊婦のなかには症状があっても歯科へ通院しないものが含まれるという結果を踏まえ、日本とパキスタンで共通に使用可能な歯周病を判定するためのアンケート(通院/症状/歯茎からの出血の項目より判定)を作成した。現在のアンケート回収状況は、日本88件、パキスタン76件となっている。日本における試料等の回収は、当初の予定通りに進展している。食品以外の汚染源試料であるハウスダストは分析まで終了しており、食品と合わせた解析を残すのみになっている。パキスタンでは、2015年にテロなど地政学的リスクが生じ、試料・情報収集に危惧が生じたが、現時点では研究計画の通りに試料等の回収が進捗している。特に、食品以外の汚染調査では、研究計画で予定していたハウスダストと化粧品以外に、吸引性粉じん/土壌/ガソリンおよびエンジンオイルの追加調査も実施した。さらに、これらのBioaccessible鉛濃度測定および鉛同位体比分析も実施し、妊婦の鉛曝露の汚染源を網羅的に解析することが可能となり、研究計画以上の成果が期待される。歯周病調査は、日本88件、パキスタン76件まで進み、こちらも順調に進展している。本研究では、重金属曝露と歯周病の相乗効果が早産・低体重児出産に与える影響を研究室の調査結果と合わせて解析を進めている。特に、妊婦の重金属曝露の汚染源について注目して調査を進めた。重金属調査は、妊婦の重金属曝露評価のために生体試料として血液、爪を、その汚染源として飲食物、ハウスダスト、吸引性粉じん、土壌、化粧品、ガソリンおよびエンジンオイルを回収し、その重金属濃度をICP-MS分析と蛍光エックス線分析にて測定した。また、鉛濃度の高いパキスタンの試料については、Bioaccessible鉛としての濃度もあわせて測定し、さらに、鉛同位体比分析により妊婦の鉛曝露の汚染源について網羅的な解析を実施した。これらの結果、1)早産・低体重児出産のリスクが高くなる可能性がある血中鉛濃度10 μg/dl以上が、日本の妊婦からは確認されなかったこと、2)パキスタンの妊婦では約半数の107名中53名で血中鉛濃度10 μg/dl以上が確認され、そのうちの52名がカラチ市在住であったこと、3)カラチ市妊婦の鉛曝露の汚染源としては、飲食物およびハウスダスト等が重要であること、4)パキスタンで使用されている化粧品のスルマに高濃度の鉛含有製品があること、5)パキスタンの妊婦の爪はスルマにより表面汚染している可能性があり、鉛曝露評価の生体試料として問題があることを明らかにした。重金属に関する研究成果は、雑誌論文1件、学会発表8件(うち国際学会4件)にて発表済みで、雑誌論文としてさらに1件投稿中である。歯周病調査は、日本102件、パキスタン76件のアンケート調査を実施した。この結果、パキスタンでは妊娠期の歯茎からの出血が、低体重児出産に関連している可能性が示唆され、研究成果として学会発表(2017年5月)する予定である。妊婦の重金属曝露の汚染源について特に注目して調査を進めた結果、本研究の成果として、雑誌論文1件、学会発表8件(うち国際学会4件)発表済み、雑誌論文としてさらに1件投稿中、学会発表1件を予定しており、当初の計画以上に進展している。重金属の調査は、日本およびパキスタン共に試料(血液、爪、飲食物、ハウスダスト、吸引性粉じん、土壌、化粧品、ガソリンおよびエンジンオイル)の回収および分析が終了し、データ解析中である。歯周病の調査は、日本およびパキスタン共にアンケート調査が終了し、データ解析中である。早産・低体重児出産の調査は、日本では正確なデータ収集が実施できた。一方、パキスタンの農村部であるガンバットにおいては出産予定日が不確かなことから、正確な早産の判定が困難となった。

また、パキスタンの出生体重測定が体重計の問題により50グラム単位と大まかな測定結果となった。現在、これらの結果を踏まえて解析中である。計画していた早産・低体重児出産者を対象にした細菌検査は、妊婦の重金属曝露の汚染源調査を重視した計画に研究費の使用用途を変更したことにより未実施である。日本とパキスタンの妊婦を対象に、重金属曝露と歯周病の相乗効果が早産・低体重児出産に与える影響を研究室の重金属汚染調査の結果と合わせて評価した。また、妊婦の重金属曝露の汚染源についてもあわせて調査した。重金属曝露・歯周病・出産状況の全項目調査は、日本102名とパキスタン70名の計172名を対象に実施した。低体重児出産に対する重金属/歯周病/組合せ(重金属+歯周病)のそれぞれのオッズ比を求めてリスク評価した。重金属曝露による低体重児出産のオッズ比は2.04倍(95%信頼区間0.81-5.15)、歯周病(妊娠期に歯肉からの出血有り)のオッズ比は1.59倍(95%信頼区間0.65-3.89)、組合せ(重金属+歯周病)のオッズ比は4.74倍(95%信頼区間1.54-14.54)となり、重金属曝露と歯周病の組合せにより低体重児出産のリスクが有意に増加し、負の相乗効果があることを示唆した。妊婦の重金属(鉛とヒ素)曝露の汚染源調査では、重金属曝露評価のための生体試料として血液と爪を、その汚染源として飲料水、食品(陰膳)、調理器具、ハウスダスト、吸引性粉じん、土壌、化粧品、ガソリンおよびエンジンオイルを回収し、鉛とヒ素濃度測定と鉛同位体比分析を実施した。その結果、パキスタン妊婦の爪が化粧品により鉛汚染していることが明らかとなり、鉛は血中鉛濃度で、ヒ素は爪中ヒ素濃度で曝露を評価すべきことが分かった。また、日本の妊婦では重金属曝露しているものはいなかったが、パキスタンの妊婦は鉛とヒ素それぞれに曝露しているものが存在した。そして、パキスタンにおける鉛曝露の汚染源は、陰膳とハウスダスト、ヒ素曝露の汚染源は、飲料水に由来することが確認された。重金属曝露と歯周病の相乗効果が、早産・低体重児出産に与える影響を日本とパキスタンにおいて評価した。低体重児出産は、重金属曝露と歯周病の組合せにより有意に増加し、妊娠に対してネガティブな相乗効果を示した。また、パキスタンにおける重金属曝露の主要な汚染源は、食品とハウスダスト中の鉛および飲料水中のヒ素であった。平成27年度と同様に1、食品以外の汚染調査と2、歯周病調査を継続する。また、早産・低体重児出産者の生体試料から3、細菌検査を実施する。1、食品以外の汚染調査:日本のハウスダストについては分析まで終了したが、パキスタンのハウスダスト等の試料には未分析分があるため、平成28年度中に全試料の分析を終了する。2、歯周病調査:アンケートの未回収分があるため、平成29年度の統計解析までに可能な限りの回収を目指す。3、細菌検査:妊娠37週未満での分娩を早産、体重2,500g未満の場合を低体重児出産とするため、これらの情報を日本とパキスタンから集計して整理する。対象者を選抜後、生体試料からの細菌DNAの抽出と16S-23S ribosomalRNAを標的としたPCRによるDNAの増幅・検出を行う。
騒音環境の多点測定・表示システムの構築と評価

第一号測定サテライトでの騒音測定実験を行い、測定サテライトの動作確認、データおよびファイルの研究室サーバへの転送、データベース登録、騒音データのWebによる情報表示等の動作確認を実施し、遅れていた大学周辺における試験運用を行った。本試験運用により、騒音測定用マイクロフォンの設置方法の影響により、マイクロフォンの周波数特性に問題があること、バッテリのモニター、測定サテライトの制御プログラム、サーバプログラム等の複数の問題が明らかとなり、これらのうちマクロフォン設置方法、測定サテライト制御プログラム、サーバプログラム等については改修を行ったが、バッテリモニターについては、現状では運用により補い、第二号測定サテライト以降で改修を行うこととした。またWebにより地図上に騒音状況を表示するプログラムには、地図表示のためのGoogle maps APIの有料化による使用ライセンスの変更があり、ライセンスの取得とそれによるスクリプト変更を行った。測定サテライトから研究室サーバへのデータ転送路についても暗号化を行い、セキュリティーの向上を図った。試験運用により、大学周辺道路での騒音の分布、昼夜等の時間帯による騒音分布の変化、を音圧レベル、スペクトル等により可視化し、交通集中道路周辺と住宅街道路のレベルや周波数等の騒音特性の違いについて評価できることを確認した。第二号以降の測定サテライトについて製作を開始したが、第一号測定サテライトの改修等に時間を要したことと、バッテリーモニタの改修の必要から完成が遅れたため、予定した複数測定サテライトの測定評価に至らなかった。試運転の結果、当初見込んでいた以上にシステムの改修するべき点が多く、その改修のためスケジュールの遅延を招いた。複数の測定サテライトによる情報収集を大学周辺及びさらに広域の地域で行うとともに、1地点での長期測定を実施し、週内での騒音特性の変化などを評価する予定である。最終年度となることから、これまでの成果および今後収集する成果を学会で発表するとともに、Webページにて公表する。地域の騒音を多点で測定・評価するための騒音測定用サテライトの試作をし、データベースとの接続試験を行った。騒音測定用サテライトは、制御用CPUとしてRaspberry Pi 2を用い、USB端子からUSB-ADCを介して騒音測定用マイク、360度Webカメラ、モバイル通信アダプタを接続し、GPSユニットをPIOを介して接続した。また市街地に数日間設置することからバッテリを用意したが、設置する装置の大きさと重量等のバランスから、バッテリ容量はそれほど大きいものとすることができない為、小型バッテリとした。これにより装置全体を定格電力で運用する場合はバッテリにより約半日の連続運用が可能となったが、目的の数日という測定期間に対応するため、リアルタイムクロックを搭載したサブMPUにより設定した時間になると制御用CPU及びその他の機器類に通電し、制御用CPUが定時の測定を終了するとシステムをシャットダウンし電力を遮断する断続運用することとし、制御用CPUにサブMPU及び電源管理回路を作成した。これにより定格電力でも1日から数日(ただし測定時間と測定間隔の比率により変化する)の測定が可能となった。システムの仮組み立て後、全体の使用電力を測定したところ、動作により電力の変動はあるものの、平均して定格の20%程度しか電力を消費しないことから、約1週間程度の連続無人測定が可能であると確認した。また同時にリアルタイムクロックによる制御用CPUの時刻補正及びGPSによるリアルタイムクロックの時刻補正機能を組み込んだ。また、モバイル通信アダプタを介した研究室サーバとの接続試験を行い、通信の確立等の確認を行った。騒音測定用サテライトの試作において、測定用CPUおよび360度Webカメラの定格消費電力が大きいこと及び測定用CPUがリアルタイムクロックおよび電源管理機能を備えていないことから、リアルタイムクロック及び電源管理システムを追加で備えることとなった。そのためそれらの回路の作成及び調整、確認のために全体のスケジュールが遅れた。現在はハードウェアの構成は概ね終了している。当初の予定にあった音声と画像の記録方法及びそれらのデータベースへの通信データの検討、測定用CPUへの保存データの検討等を進めているところであり、次年度には仮運用に移れる状態にある。全体としては、当初の計画で仮運用を行い、技術的要件や必要なデータ等について検討する予定であったが、この点が実現していないことから、「やや遅れている」と評価した。

平成30年度は、本年度の予定の仮運用を行い、測定用サテライトの仕様の過不足、測定項目、測定間隔等を検討する。加えて、緊急自動車のサイレンや通行人の声などの突発的な音について除外した従来の騒音評価と、それらの突発的な音も含めた騒音評価の際についても確認を行いたい。また複数台の測定用サテライトでの運用を目指し、2台の測定用サテライトを追加作成する。平成31年度は、複数台の測定用サテライトでの測定評価を中心に行い、幹線道路沿い、諸工業地域、住宅地域、学校周辺地域など地域特性による騒音の違いを評価するとともに、本システムの有効性について検討する予定である。平成31年度は主に測定に充てることから、前年度までの計画に遅れが生じた場合、31年度に遅れを回復できるものと考えている。複数の測定サテライトによる情報収集を大学周辺及びさらに広域の地域で行うとともに、1地点での長期測定を実施し、週内での騒音特性の変化などを評価する予定である。最終年度となることから、これまでの成果および今後収集する成果を学会で発表するとともに、Webページにて公表する。物品購入時に性能的に十分でありより安価な製品を選択するなどの節約により本年度末に4,985円が残った。今後の研究遂行上で必要な物品を購入するには不十分な金額であることから、本年度は不使用とし次年度予算と合わせて必要物品を購入することとしたため、次年度使用額が生じた。この使用額は翌年度に物品費として使用する計画である。金額が小さいことから、翌年度の計画に大きな変更はない。
マイクロコンピュータ上の三次元画像を用いた手術シミュレーションシステムの開発

1.システムの構築。マイクロコンピュータとして現有のマシンをグレードアップして用いる予定であったが、この1年間でハードウェアの急激な性能向上があったため、新たにアップル社製パワーマッキントッシュ7100及び9500を別途自費購入し、これを中心としたシステムを構築した。そのため当初の計画と実際に購入した設備備品が多少異なったものとなった。2.現在までの研究内容。1)眼球の断面図、解剖図、眼底写真等をカラースキャナを用いてコンピュータへ入力し、2次元の画像処理ソフトにより画像のシャープネス、色彩を調整した後、これをカラープリンタないし35mmスライドフイルムへ出力し、研修医ならびに医学生の教育に用いた。2)年間約2000件の白内障手術を行う熟練者と約200件の初心者の2通りの白内障手術ビデオをコンピュータへ取り込み、手術の各ステップにおける所要時間の占める割合と、眼球位置の安定性ならびに手術器具の動きについて解析を行った。その結果、特に白内障手術において重要なウェイトを占める手法である前嚢切開と水晶体超音波乳化吸引のステップにおいて、熟練者と初心者で所要時間に約2倍の差がみられた。また、手術中の眼球の安定性について、熟練者は最大で角膜径の約12%程度しか眼球の位置がずれなかったのに対し、初心者は最大約45%も眼球が中心からずれており、手術器具の無駄な動きが大きく、手術の安定性や効率を損ねていることがわかった。以上のように、現在の時点まで、静止画像ならびにビデオ画像をコンピュータに入力し、医学教育と手術手技の解析を行ってきた。研究計画ではさらに画像の3次元処理を行い眼球の立体画像を作成し、より高度な解析を行う予定であったが、この点については現在進行中であり、結果がでるのは少し先になると思われる。1.システムの構築。
軟骨から骨への変換:接着因子と成長因子の役割

1.長管骨の伸張には、成長板の軟骨細胞の1)増殖、2)基質形成、3)石灰(肥大)化、4)基質とapoptotic cellの吸収分解,5)骨のリモデリングと骨形成が必要である。軟骨に関して、私たちは成長板軟骨細胞培養系を用いて、13)の過程に、多くのホルモンと成長因子が関わっていることを明らかにした。しかし、骨の伸張が正常に続くためには4)軟骨基質分解が13)の過程と同速度で同調して進行しなければならない。しかしこの4)の過程を制御する因子は未だ不明であった。私たちは、マトリックス分解に中心的な役割を果たすmatrix metalloproteinse (MMP)に着目して、成長板軟骨細胞培養系での各種のMMP合成に対する多くの成長因子とホルモンの作用を検討した結果,PTHとIL-1のみがMMP合成を促進することが判明した。IL-1は肥大期のみならずstage-非依存性にMMP合成を促進したのに対して、PTHは肥大期のみMMP合成を促進した。この結果は、PTHが13)の過程を促進しながら4)の過程も促進することにより、成長板軟骨での基質合成と分解を同調しつつそのturn overを亢進させることを示している。2.コラーゲン結合蛋白RGD-CAPのcDNAをクローニングすることによりその全構造を決定した。3.コラーゲン結合蛋白の一つであるcartilage matrix proteinを精製して、これが接着因子であることを明らかにした。コラーゲン繊維と細胞間の相互作用は軟骨細胞や骨芽細胞などの増殖と分化に不可欠であることはよく知られている。私たちは、コラーゲンの種々の機能のうち少なくとも一部はコラーゲン結合蛋白を仲介していると考え、ブタ軟骨より数種のコラーゲン結合蛋白(CAP;collagen associate protein)を単離し、それらの性質について報告してきた。その中でCAP-1と仮称した蛋白質の機能解析をするために、cDNAの単離その構造決定および組織分布について検討した。出生直後のブタの軟骨を無菌的に細断し、ついで種々の酵素処理でプロテオグリカン基質を分解し、界面活性剤および蛋白分解酵素阻害剤を含むトリス緩衝液によるホモジナイズで細胞成分を除去後コラーゲン繊維を精製した。得られたコラーゲン繊維より68kDaCAP-1を精製し、その部分的なアミノ酸配列を決定した。これらの情報よりPCRプライマーを設計し、RT-PCRより得られたcDNA断片を用い、ブタ軟骨cDNAライブラリーから、完全長cDNAを単離し、構造を決定した。さらに、ブタの各組織および種々の培養細胞におけるCAP-1のmRNAの発現レベルについて、ノーザンブロットおよびRT-PCR法にて検討した。cDNAの塩基配列解析の結果、このコラーゲン結合蛋白は4つの繰り返し構造を持ち、C端近傍にはインテグリン認識サイトとして知られるRGD配列を有することが判明したので、RGD-CAPと呼ぶことにした。さらにRGD-CAPのmRNAの発現レベルについて検討した結果、脳を除く各種の組織でその発現が認められた。ヒト、ウサギ、マウスなどの培養細胞においては、軟骨細胞や一部の細胞株で高レベルに発現しており、一方、神経外胚葉由来の細胞株ではRGD-CAPのmRNAをほとんど検出できなかった。ブタの培養軟骨細胞においては、TGF-beta等のサイトカインにより誘導されること、最終分化するとその発現量が減少することなど明らかとなった。RGD-CAPはコラーゲン線維に強く結合するのみならず、I,II,IV型コラーゲンカラムにも結合し、しかもインテグリン認識サイトであるRGD配列を持つことから、コラーゲン結合性の新しい接着因子であることが示唆された。また、RGD-CAPの一次構造はヒト肺ガン由来の細胞株より報告されている遺伝子などと相同性を示した。私たちが蛋白として初めて精製したRGD-CAPは、これらの分子とファミリーを形成し、組織の発生、成長、修復の過程で、細胞増殖と分化を制御していると推察される。1長管骨の伸張には、成長板の軟骨細胞の1)増殖、

2)基質形成、3)石灰(肥大)化、4)基質とapoptotic cellの吸収分解、5)骨のリモデリングと骨形成が必要である。軟骨に関して、私たちは成長板軟骨細胞培養系を用いて、1-3)の過程に、多くのホルモンと成長因子が関わっていることを明らかにした。しかし、骨の伸張が正常に続くためには4)軟骨基質分解が1-3)の過程と同速度で同調して進行しなければならない。しかしこの4)の過程を制御する因子は未だ不明であった。私たちは、マトリックス分解に中心的な役割を果たすmatrix metalloproteinase(MMP)に注目して、成長板軟骨細胞培養系での各種のMMP合成に対する多くの成長因子とホルモンの作用を検討した結果、PTHとIL-1のみがMMP合成を促進することが判明した。IL-1は肥大期のみならずstage-非依存性にMMP合成を促進したのに対して、PTHは肥大期でのみMMP合成を促進した。この結果は、PTHが1-3)の過程を促進しながら4)の過程も促進することにより、成長板軟骨での基質合成と分解を同調しつつそのturn overを亢進させることを示している。2コラーゲン結合蛋白RGD-CAPのcDNAをクローニングすることによりその全構造を決定した。3コラーゲン結合蛋白の一つであるcartilage matrix proteinを精製して、これが接着因子であることを明らかにした。
意思決定における高次認識の役割：帰納的アプローチ

本プロジェクトの研究成果は理論的成果と実験経済学的成果の二つに分けられる。理論的成果では(1)帰納的ゲーム理論の基礎となる動的論理の枠組みを提示した。また、主体の獲得する情報量の違いが意思決定にどのような影響を与え、社会厚生がどのように変動するかを分析した。実験経済学的成果では、こうした理論研究の成果を資産取引実験に応用し、主体の経験・認識能力等から帰納的推論を通じて、資産取引価格をどのように予想(期待)するかに関する分析を行った。その結果、取引相手の行動に関する不確実性(戦略的不確実性)の影響が、論理能力テストで高い得点を得た被験者においてより大きくなることがわかった。当該年度では、研究計画の第二段階にあたる「帰納的アプローチの不確実性下意思決定問題への応用」に取り組んだ。このためにシミュレーションと被験者実験による分析を行った。シミュレーション分析においては、帰納的ゲーム理論で想定しているように、主体がある状況に関する知識を持たない状況から、主体の記憶能力に応じてどのように知識の蓄積が変化するか、また認識能力と情報収集時間の制限が、主体の知識の蓄積にどのように影響するかを検証した。こうした検証による、限定された能力や時間およびその制約を通じて得られる経験が、どのような状況認識を生むかを検証した。そこでの成果として、慣習や伝統で表現されるような標準的行動パターンが果たす役割を明確にした。被験者実験では、資産市場を想定して行われた。特にその実験では、被験者の合理性および他者の合理性に関する被験者の認識が、資産取引にどのように影響するかを分析した。結論として、被験者の合理性はかなり限定されており、他者の合理性の程度を明確に区別することなしに、資産取引を行っていることがわかった。むしろ被験者が取引において重要視することは過去の経験であり,そうした経験に基づいた取引パターンを形成することを示すことができた。これは、帰納的ゲーム理論から得られる帰結と同様の結果である。こうした結果は、帰納的ゲーム理論を様々な経済環境に応用できる可能性を示唆し、被験者実験の結果を描写できる行動モデルとなりうることを含意している。最終年度では、資産価格取引実験を行い、以下の二点を検証した。(1)被験者の認識能力の違いが、取引価格の予想及び資産取引バブルにどのように関係するか(2)被験者が過去に同じ経験をした場合に、この経験が新たな実験にどのような影響を与えるか。こうした検証は、意思決定の帰納的アプローチを実験を通じて検証することを意図している。実際(1)では、被験者を論理能力テストによって分類し、その分類に基づいて実験を実施した。結果として論理能力のt化相グループは、相手の行動に関する不確実性(戦略的不確実性)を考慮して意思決定を行うという統計的に優位な結果を得ることができた。(2)では、主体の経験に対する依存度は大きく、主体の取引価格に対する予想は、戦略的不確実性以上に過去にどのような実現価格を観察したかに依存することを示すことができた。このような結果を鑑みて、資産取引バブルの被験者の特性を明らかにすることができ、帰納的アプローチの理論へのフィードバックを行うための基礎データを収集することができた。当該年度は(1)経験の頻度および記憶能力と認識の関係(2)経験による先入観の形成と行動の論理(3)情報の開示の社会的価値と経済厚生に関する研究成果をまとめ、その一部は国際専門雑誌に掲載が決まっている。本プロジェクトは帰納的アプローチに基づき、意思決定における高次認識の役割を追究することにあった。上記1及び2はその観点から、経験から帰納的に自らの直面する状況の世界観をどう形成するかに注目した。1では、経験の頻度と主体の認識能力に焦点を当て、有限期間の経験から得られる世界観がどれだけ限定されたものかについて論じた。また有限の経験で確実な記憶・認識を獲得するためにマーキングが如何に有益かを示した(Akiyama, Ishikawa, Kanekoand Kline,2012)。1では一個人の認識形成に焦点を当てたが、上記2ではゲーム的状況における認識形成と先入観の形成に関する枠組みを構築した。この研究では、追加的経験を獲得した際に世界観をどのように改訂するかを信念改訂理論を応用して分析した。特に行動に表出されない先入観と、行動として表出される差別を区別した。その上で先入観の形成と差別の顕示がどのような過程でなされるかを分析した(Hasebe and Ishikawa,2012)。上記3では、情報提供・開示がもたらす意思決定への影響及び社会厚生に関する研究を行った。特に焦点を当てたのは、一度決定したらならばその決定を取り消せない(もしくは取り消しに多大な費用が掛かる)

不可逆的選択肢を伴うゲーム的状況下での意思決定分析である。原子力発電所の建設や環境破壊を伴う政策決定、サンクコストを伴う投資などはすべて不可逆的選択肢と考えることができる。この状況下では情報開示が必ずしも経済厚生を上昇さえるとは限らないということを示した(Fujii and Ishikawaによる一連の研究)。今年度は,本プロジェクトに関わる理論の検証を,実験およびシミュレーションを通じて行うことができた。次年度の研究総括のための理論的基礎およびデータを得ることができた。次年度はこれらを用いて,本プロジェクトの総括を行う準備が可能になっている。今回のプロジェクトで中核となる理論として、信念改訂理論を用いた帰納的ゲーム理論の枠組みを構築した。当該年度においては、高次認識を分析するには至っていないので、この枠組みに動的認識論理を応用することで、高次認識の分析を行う。また、経済問題への帰納的アプローチの準備として考察した不可逆的意思決定の分析では経済厚生に焦点を当て、情報が必ずしも経済厚生に正の効果をもたらすとは限らないことが分かった。今後、この状況を帰納的アプローチで分析することで、主体の先入観や経験則が経済厚生にどのような影響を与えるかを明確にする。今後の研究においては,帰納的ゲーム理論における将来・不確実性に対する期待形成の理論的枠組みおよび実験の検証を行う。過年度の研究により,主体の経験を基礎とした状況認識の理論的基礎付けおよび実験・シミュレーションによる検証を行うことができた。こうした状況認識が,将来や不確実性に対する期待形成にどのように影響与えるかを分析していく。また,こうした帰納的推論に基づく意思決定を,経済学の具体的な現象に応用したい。特に,これまで資産価格バブルの理論・実験研究を行ってきたので,このような状況に本プロジェクトの成果を応用する。これにより,多種多様な期待形成を行う主体の行動とその帰結としてのバブルやその崩壊について分析していく所存である。当該年度に構築した理論に動的認識論理を導入する。これを通じて、高次認識と意思決定の関係を分析する理論を完成させる。その結果、ゲーム状況下の高次認識を帰納的アプローチで分析する枠組みが完成する。その枠組みを用いて情報開示・情報提供の分析を行うことで、情報の送信者と受信者間の均衡分析を進めていく。当該年度に行った不可逆的選択肢を伴う意思決定問題の情報の私的価値、経済厚生について考察するだけにでなく、資産価格バブルの発生に関する考察も進める。特に後者は被験者実験を行いながら、理論と実験データの整合性を鑑みながら考察を進めていく。該当なし次年度は、昨年度進めた理論的研究を実験を通じて検証する。昨年度すでに、資産取引と高次認識に関する実験を行った。今年度もその追実験を行うため、被験者への謝金として200千円を計上する。またそれらの成果を国内外の学会等で発表するため、その旅費として500千円を計上する。
多核金錯体による発光性ネットワーク構造の合成とトライボクロミズムの研究

本研究では、金(I)-イソシアニド錯体が、顕著な発光性メカノクロミズム特性を有していることを明らかにした。この錯体は乳鉢中ですりつぶすなどの機械的刺激により、そのフォトルミネッセンスが大きく変化する上、発光性が変化した錯体を溶媒にさらすことで、容易にもとの発光状態へ戻すことが可能である。また、この現象のメカニズムについて考察を行った。今年度は、メカノクロミズム特性を持つ化合物を水中に分散してできる有機ナノ結晶が、単価結晶状態、溶液状態とは大きく異なる発光特性を有することを明らかにした。また、単結晶にたいして、AFMを用いて刺激を加えることにより、ミクロサイズのスクラッチが形成でき、さらにこのスクラッチ痕が発光性の変化として観察できることを明らかにした。この化合物は、こする前の状態では青色発光を示す微結晶であり、これにすりつぶすという機械的刺激を加えることにより、アモルファス状態へと変化する性質を持つ。青色発光を示す微結晶では、π-πスタッキングによる分子間相互作用が支配的であるが、アモルファス状態では、おそらく、金原子間同士の弱い結合が形成され、これを介した分子間相互作用が支配的になると考えられる。溶媒を加えると再結晶がおこり、熱力学的に安定なもとの青色発光を示す状態に戻る。この現象は、配位子に含まれるフッ素原子の小さい分子間力により、分子同士のずれが起こりやすくなり、機械的刺激による固体相の変化が誘起されやすくなっていることが一つの要因であると推測される。熱分析などの結果からは、この機械的刺激によってもとの状態より高いエネルギー状態のメタ安定状態が形成されていることが示唆された。また、この現象のメカニズムについて考察を行い、以下のような結論を得た、こする前の状態は、青色発光を示す微結晶であり、これにすりつぶすという機械的刺激を加えることにより、アモルファス状態へと変化する。さらに加熱によって、発光性が変化する化合物の開発を行い、ある種の二核金イソシアニド錯体が、機械的刺激によって発光色を変化させた後、加熱することにより元の発光色に戻すことが可能であることを見つけた。分子の流動性を高める目的で、アルキル鎖を二つの金(I)-イソシアニド部位に組み込んだ錯体を合成し、加熱に対する発光挙動の変化を調べた。この錯体の粉末を塗布したろ紙は、紫外線照射下で、機械的刺激による発光色の変化による情報の「書き込み」に加えて、加熱による情報の消去が可能である。
鉱物の成長組成累帯構造の成因

成長時に形成される化学組成の不均一による鉱物の内部組織は、鉱物や岩石の履歴ひいては惑星の進化を明らかにするうえで不可欠な情報を提供する。本研究の目的は、組成累帯構造の観察と成長時の組成不均一性の形成に関する理論の構築を行い、組成累帯構造の成因を解明しようとするものである。具体的には、(あ)構築する理論と対比するという立場で、主要な造岩好物について累帯構造の観察を行う、(い)統計力学的立場からの予言性のある成長理論の構築を目指すものである。研究期間内に、以下のような研究を行った。(1)本研究で購入した走査型電子顕微鏡を用いて、天然の火成岩や変成岩中の数種の造岩鉱物について、累帯構造を詳細に記載した。(2)理論的研究としては、希薄溶液からの理想固溶体結晶の成長の場合についてキンク・カイネティックスと母相中の原子の拡散との両者を考慮して一般的な式を導いた。また、2元系でのメルト成長に拡張し、相平衡と成長の場合の療法を同時に取り扱うことに成功した。さらに、分子動力学報によって長石・輝石などの相関係について検討した。こられらの研究の結果、たとえば、成長時の逆累帯構造などを形成する、界面での非平衡現象の本質を明らかにした。また、(1)での双晶の形態変化に関する理論的考察も行った。(3)以上の研究から、鉱物の成長組成累帯構造から、現時点では長石・ダイヤモンドなどの限られた鉱物ではあるが、組織観察と理論的考察によって、鉱物の形成過程の環境変動を読み取りことに成功した。成長時に形成される化学組成の不均一による鉱物の内部組織は、鉱物や岩石の履歴ひいては惑星の進化を明らかにする上で不可欠な情報を提供する。具体的には、(1)構築する理論と対比するという立場で、主要な造岩鉱物について累帯構造の観察を行う、(2)統計力学的立場からの予言性のある成長理論の構築を目指す。本年度は、以下のような研究を行った。(1)成長組成累帯構造の観察に不可欠な走査型電子顕微鏡を、主要設備費を用いて購入し、装置のセットアップをし、研究に必要な精度での定量分析や組織観察が可能となった。さらに、天然の火成岩や変成岩中の数種の造岩鉱物を採集し光学顕微鏡下での観察を行い、研究に適した試料の選定した。それらの試料について、走査型電子顕微鏡下で、反射電子線像の観察や組成分析を行った。また、X線分析顕微鏡、透過型電子顕微鏡などで、累帯構造を詳細に記載した。(2)理論的研究としては、現在までに構築してきた晶相変化の理論をさらに進展させ、理想固溶体結晶の成長の最も基本となるキンクでのカイネティックスについての式を導いた。この結果、成長組成累帯構造の素過程が明らかになった。また、統計力学的理論を現実の造岩鉱物に適用する場合に必要となる造岩鉱物中での原子の挙動を明らかにするために、分子動力学法によって長石などの相関係について検討した。具体的には、(あ)構築する理論と対比するという立場で、主要な造岩鉱物について累帯構造の観察を行う、(い)統計力学的立場からの予言性のある成長理論の構築を目指す。

(1)多くの鉱物について、逆累帯構造などを含む複雑な成長組成累帯構造の観察を行った。その結果、とくに今回、ダイヤモンドの双晶や石英の双晶が示す僅かな組成変動から読み取った形態変化に基づいて成長時の環境変動を推定できることが明らかとなった。(2)理論的研究としては、希薄溶液からの理想固溶体結晶の成長の場合についてキンク・カイネティックスと母相中の原子の拡散との両者を考慮して一般的な式を導いた。また、2元系でのメルト成長に拡張し、相平衡と成長の場合の両方を同時に取り扱うことに成功した。さらに、分子動力学法によって長石・輝石などの相関係について検討した。こられらの研究の結果、たとえば、成長時の逆累帯構造が界面での非平衡によって引きをこされることなどを明らかにした。また、(1)での双晶の形態変化に関する理論的考察も行った。(3)以上の研究から、鉱物の成長組成累帯構造から、現時点では長石・ダイヤモンドなどの限られた鉱物ではあるが、組織観察と理論的考察によって、鉱物の形成過程の環境変動を読み取りことに成功した。
慢性的ストレスの指標となる新たなバイオマーカーの探究

現代社会において慢性的なストレスはメンタルの不調だけでなく、心血管疾患、消化器疾患、メタボリックシンドロームなど様々な疾患や健康障害を増悪させるリスク因子であることは広く知られている。しかし、ストレスと全身性の疾患・健康障害を結ぶ詳細なメカニズムについては明らかにはなっていない。これまでに慢性的ストレスの一つである喫煙習慣と老化遺伝子として知られているαクロトーの関与に着目し、喫煙というストレスによりαクロトーの血中濃度が上昇することを発見したことから(Scientific Reports, 2015)、ストレス・生活習慣とαクロトーとの関係性に着目し、ストレスや生活習慣がαクロトーにどのような影響を及ぼすか検討を行った。基礎疾患のない非喫煙者を対象とし、身体計測や各種サイトカインの測定を含む血液検査、問診による生活習慣調査、またうつ病・不安障害などの精神疾患のスクリーニングとして開発された質問票で、心理的ストレスを含む何らかの精神的な問題の程度を表す指標として利用されているKessler 6 (K6)スコアを問診項目に取り入れ、血清αクロトー値との関連について解析を行った。「ストレス管理ができていない」「睡眠で充分な休養が取れていない」と回答した群で血清αクロトー値が有意に上昇していたことから、精神的ストレスや睡眠状態が血清αクロトー値に影響を及ぼしている可能性が考えられた。さらに血清αクロトー値は、精神的ストレスや睡眠状態における関係性についてK6スコアと同様の傾向を示したことから、血清αクロトー値の上昇はストレス状態を予見している可能性があることが示唆された。ストレスが現代社会で問題となっている様々な疾患や健康障害の危険因子であることは広く知られており、ストレスへの対策は疾病予防の観点からも極めて重要である。しかし、ストレスには客観的な指標となるものが乏しい。今回、精神的ストレスや睡眠状態によって血清αクロトー値が変化していることを見出したことから、血清αクロトー値がストレスのバイオマーカーとなる可能性があるという新しい見解が期待されると考える。また、その他の予定もほぼ順調に達成されている。今後は生活習慣の変化やストレスの軽減によって血清αクロトー値の動態がどのように変化するかを確認していきたい。各種サイトカイン・増殖因子の測定にかかる費用が予定よりも低額で行うことが可能であったため。
直達太陽光励起による植物葉の蛍光スペクトル計測システムの開発

我々は地上でのリモートセンシング計測により、野外の群落レベルで活用可能な太陽光誘起の植物蛍光計測法を開発している。装置の構成としては、光学望遠鏡に冷却CCD分光器を装着して可視・近赤外域のスペクトル計測を行うとともに、狭帯域フィルタを取り付けた冷却CCDカメラで画像としての植物蛍光強度分布を遠隔計測可能である。定量的な解析を行う目的で、植物と同時に白板の画像を取得し、スペクトル演算によりSIF強度を導出している。京都大学農学研究科のダイズとイネの圃場と森林総合研究所の山城観測地の森林において、距離数10 mでの計測から、直達太陽光誘起による植物蛍光スペクトル計測が可能であることを明らかにした。太陽光によって励起された植物から放出されるクロロフィル蛍光は、植物の光合成活動に直接結び付く情報を提供する。GOSATなど高分解FTIRを搭載した衛星観測により、地上植生からの蛍光が観測されている。地上計測では、UAVや圃場上空に設置したクレーンをプラットフォームとして用いた植物蛍光計測法が提案されている。レーザー励起蛍光(Laser- Induced Fluorescence: LIF)法を用いて、可視レーザー光で励起した場合、主にクロロフィルの2つの光化学反応系I,IIに関係したクロロフィルによる波長650 -770 nmの赤色近赤外の蛍光が生じるとともに、690 nmと740 nmに蛍光のピークが見られる。太陽光での励起の場合、植物が赤外域において示す強い反射が問題となり、通常のスペクトル測定ではこの赤外反射とクロロフィル蛍光を分離して計測することは困難である。太陽光が大気中を透過するとき、酸素分子の吸収によって波長760 nm付近に強い吸収バンド(A-band)が生じるので、植物葉の反射スペクトルにおいてはこの波長域での反射光周囲の波長域と比較して大幅に減少する。したがって、分光器または狭帯域光学フィルターを用いて酸素Aバンドの波長域を観測すれば、蛍光強度スペクトルや蛍光分布画像を取得できる可能性がある。光学望遠鏡、小型CCD分光器、および冷却CCDカメラと狭帯域フィルターを用いた植物蛍光の遠隔計測システム開発の一環として、実験室において行ったコールドミラーを用いた植物葉の蛍光計測実験を行った。同じシステムを利用して屋外の樹木において距離10 mで行った太陽光励起蛍光法(Solar Radiation Induced Fluorescence: SRIF)について測定する。分光器または狭帯域光学フィルターを用いて酸素Aバンドの波長域を観測すれば、蛍光強度スペクトルや蛍光分布画像を取得できる。太陽光により励起された植物から放出されるクロロフィル蛍光は、植物の光合成活動に直接結び付く情報を提供する。GOSATのフーリエ分光器(TANSO-FTS)の酸素Aバンドのスペクトルデータからクロロフィル蛍光が検出され、地上計測での検証が必要となっている。太陽光励起蛍光(Solar Radiation-Induced Fluorescence, SRIF)法を用いたCCD分光器によるクロロフィル蛍光強度スペクトル計測およびCCDカメラによる二次元的なクロロフィル蛍光画像解析法を確立するとともに、生育場所においては植物葉のSRIF法による分光リモートセンシング計測および太陽光スペクトル中の暗線によるFLD (Fraunhofer Line-Discrimination)法を用いた植物蛍光分布画像システムの開発を行う。具体的には、開発したスタンドオフ計測システムを利用し、屋外のイネと森林を対象として数10mの距離から行った太陽光励起蛍光( SRIF)観測を行う。GOSATなど高分解FTIRを搭載した衛星観測により、地上植生からの蛍光が観測可能であることが報告されている。我々は地上でのリモートセンシング計測により、野外の群落レベルで活用可能な植物蛍光計測法を開発している。光学望遠鏡、小型CCD分光器および冷却CCDカメラと狭帯域フィルターを用いた植物蛍光の遠隔計測システム開発の一環として、ここでは実験室において行ったLED光源を用いた植物葉の照射実験について報告する。赤外カットもしくは赤外透過の光学フィルターを用いることによって、微弱な蛍光信号と赤外域での強い反射と区別して観測することが可能になる。さらに、開発したスタンドオフ計測システムを利用し、屋外のイネと森林を対象として数10 mの距離から行った太陽光励起蛍光(SRIF)観測法の結果について報告する。2015年8月47日、京都大学農学部の圃場において、水田を対象として1530 mの距離から直達太陽光励起による植物蛍光スペクトル計測および分光画像計測を行った。植物葉の蛍光を数10 mの距離からスタンドオフ計測する目的で開発したシステムを用いて2015年9月9日12日、10月5日7日に森林総合研究所の京都山城観測地において、森林(コナラ)の直達太陽光励起による蛍光計測を行った。高さ30 mのCO2タワーに望遠鏡を設置し、10100 mの距離にあるコナラやアラカシなどを測定した。我々は地上でのリモートセンシング計測により、野外の群落レベルで活用可能な太陽光励起の植物蛍光計測法(Solar Radiation-Induced Fluorescence, SRIF)を開発している。装置の基本的な構成としては、SRIF法を用い光学望遠鏡に小型CCD分光器を装着して可視・近赤外域のスペクトル計測を行うとともに、クロロフィル蛍光強度を検出した。