hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超微小タンパク質結晶試料可視化技術の開発による全自動データ収集の実現

本研究では、可視光では認識困難な微小結晶試料を、エッジ強調により認識可能にする装置を開発し、自動認識アルゴリズムを開発することにより、微小結晶試料の全自動測定システムの開発に繋げることを目的とした。研究を進める上で、視界深度不足、微小領域照度不足などの問題が明らかになり、全自動測定システムに組み込むには至らなかったが、ハードソフト両面で要素技術開発はほぼ終了することができ、実用化への目途を立てることができた。本研究では、結晶試料照射の方向(orマスキング)を外部制御することにより、可視光でもエッジ強調によりミクロンサイズ結晶が認識可能な装置を開発する。また、ラージスケール観察系を別に設け、ミクロンサイズ結晶の位置決め制度を向上させ、既存のループセンタリング機能と組み合わせたアルゴリズムを開発することにより精緻な結晶試料の自動位置決めを実現し、ミクロンサイズ結晶の全自動測定システムの開発に繋げる。今年度は以下の2項目を実施した。(1)高輝度LED発光装置及び周辺装置の開発照度を稼ぐとともに、発光部位を制御することで照射方向を制限してエッジ強調を行い、ミクロンサイズ結晶でも容易に視認できるようにすることを目的として、高輝度発光LEDを並べたモザイク状の照明及びその制御装置を設計、製作をした。具体的には、5mm径の高輝度LEDを72個、なるべく円形になるように並べ、49mm径の照明とした。そして、発光部位をPC上から容易に制御できるよう、72chのリレーユニットと電源、電圧制御を組み合わせ、USBプロトコールの入力を持つ制御装置を製作し、ノートPCと組み合わせて照明制御ができることを確認した。(2)ミクロンサイズ撮像系の構築及び上記発光装置と組み合わせたテスト実験高精細高感度デジタルCCDカメラを選定し、画像読み出しルーチンの開発を行った。BL-17Aに既に設置されているテレセントリック光学系の長焦点望遠鏡と組み合わせて画像取得が可能となり、上記発光装置を組み合わせて、実際にクライオループにマウントしたタンパク質結晶を作製し、エッジ強調画像の取得テストを行ない、最適なエッジ強調画像が取得できる条件検討を開始した。本研究では、結晶試料照射の方向を外部制御することにより、可視光では認識困難なミクロンサイズ結晶を、エッジ強調により認識可能にする装置を開発する。この装置を用いてミクロンサイズ結晶の位置決め制度を向上させ、既存のルーブセンタリング機能と組み合わせたアルゴリズムを開発することにより、ミクロンサイズ結晶の全自動測定システムの開発に繋げる。(1)高輝度LED発光装置及び周辺装置の開発21年度に試作した、高輝度LED72素子パターン制御発光装置について、電流制御に改修することで問題であった照度制御を可能にすることができた。しかし、多素子にしてもまだ輝度が不足していることが分かり、微小領域照射のための素子配置の検討や素子単体め照度向上、装置小型化による近接化などを急ぎ検討している。(2)ミクロンサイズ撮像系の構築及び上記発光装置と組み合わせたテスト実験21年度に選定したカメラと組み合わせて撮像テスト及び画像認識アルゴリズムの開発を行った。実験の結果、カメラと発行装置の振動が認識における大きな問題であることが分かり、装置の小型化及び固定の堅牢化の検討を急ぎ進めている。また、視界深度も回上させる必要があることが分かり、全焦点システムのテストを行っている。上記2項目について、輝度及び振動と言う至急対処しなければならない問題点が明らかになったため、実施計画にあるラージスケール観察系については未着手である。問題点を早急に解決し、ラージスケール観察系についても23年度中に完成を目指す。この装置を用いてミクロンサイズ結晶の位置決め精度を向上させ、既存のループセンタリング機能と組み合わせたアルゴリズムを開発するととにより、ミクロンサイズ結晶の全自動測定システムの開発に繋げる。(1)高輝度LED発光装置及び周辺装置の開発21年度に試作し、改良を進めてきた高輝度LED72素子パターン制御発光楽置について、微小領域照射のための工夫(素子配置や単体照度向上、小型化による近接化)を進めたが、全体照度は向上できても微小領域の輝度を効果的に向上することは困難であることが結論としてわかったため、ミラー集光型の発光素子と全焦点カメラを組み合わせることにより問題解決を図った.全焦点カメラではより照度が必要になるが、開発したミラー集光型であれば微小領域照度については十分であることが分かった。また、これまで開発してきた照度制御装置を改良することで、外部PC上の制御ソフトからコントロールできるようにした。(2)ミクロンサイズ撮像系の構築及び上記発光装置と組み合わせたテスト実験22年度までのテスト結果から、問題解決(照度不足と視界深度不足)を図るため、ミラー集光型発光素子と全焦点カメラを回折計に組み込み、画像認識アルゴリズムやインターフェースの開発を行った。

しかし、微小なコントラストを鮮明に判則するためには、微小な振動も許されず、カメラと発光装置をより堅牢に固定する必要であることがわかり、免震や小型化などの検討を進めているところである。
歩行型社会性昆虫の初期巣における栄養、発育制御物質及び共生微生物の伝達作用機構

(1)野外調査としては、研究材料であるタカサゴシロアリ、タイワンシロアリなどを得るために、沖縄県の西表島に、また、オオシロアリおよび家族性のゴキブリを得るために鹿児島県の屋久島へ調査にでかけて行った。さらに、ネバダオオシロアリ得るためにに兵庫県川西市に出かけた。(2)シロアリ類におけるカスト分化制御物質(フェロモン)の伝達と兵隊への分化の遺伝子発現を知るため、その遺伝子をデファレンシャル・デスプレー法で調べた。(3)屋久島産のオオシロアリを材料に用いて、腸内容物の分析、脂肪体での尿酸蓄積、そして親成虫から子虫への栄養交換の頻度の測定などを行った。また、コロニー間の近縁関係の測定をDNAレベルで行った。(4)タカサゴシロアリのカースト分化の様相を、初期巣を用いて飼育実験により調べた。(5)タイワンシロアリと担子菌類との栄養生態学的な関係がいかなるものかを研究した。(6)亜社会性(家族性)クチキゴキブリ類の家族はシロアリの社会進化のモデル系と捉えることができる。親成虫から子虫への反吐による物質伝達が観察されている。その反吐物を分析する手法を開発した。(7)オオズアリの初期巣におけるカースト分化のメカニズムを分子生物学的に調べた。(8)上記の研究成果を論文としてまとめた。以上、3年間の研究成果を研究代表者がとりまとめ、ここに研究報告書の作成を行った。野外調査として、研究材料であるタカサゴシロアリ、タイワンシロアリおよびクロトゲアリなどを得るために、5月下旬および6月上旬に沖縄県の西表島に、また、オオシロアリおよび家族性のゴキブリを得るために、7月に鹿児島県の屋久島へ採集にでかけた。同時にそれらの昆虫の初期コロニーの生息状況の調査を行った。12月末から1月始めにかけて、オーストアリアでの国際社会性昆虫学会議に参加して研究発表を行った。実験室内では以下の研究を行った。シロアリ類におけるカスト分化制御物質(フェロモン)の伝達と兵隊への分化の遺伝兵蟻分化に特有の物質はどのようなものか、それはどこで作られ、その際、どの様な遺伝子が発現しているのか。その遺伝子をデファレンシャル・デスプレー法で調べた。屋久島産のオオシロアリを材料に用いて、腸内容物の分析、脂肪体での尿酸蓄積そして親成虫から子虫への栄養交換の頻度の測定などを行った。シロアリ類において、消化管の壁面にさまざまなバクテリアが付着して共生しているが、本テーマでは、それらのバクテリアの役割がいかなるものであるか、およびそれらのバクテリアの分子系統学的な位置について研究した。高等シロアリであるタイワンシロアリと担子菌類との栄養生態学的な関係がいかなるものかを研究する。特に、創設期の成虫がどの様にして菌を運ぶのかに注目する。また、シロアリの進化系統と菌類の種組成との関係を、分子系統学的手法を用いて研究した。(1)野外調査としては、研究材料であるタカサゴシロアリ、タイワンシロアリなどを得るために、4月下旬および6月上旬に沖縄県の西表島に、また、オオシロアリおよび家族性のゴキブリを得るために、7月中旬に鹿児島県の屋久島へ調査にでかけて行った。(2)シロアリ類におけるカスト分化制御物質(フェロモン)の伝達と兵隊への分化の遺伝子発現:兵蟻分化に特有の物質はどのようなものか、それはどこで作られ、その際、どの様な遺伝子が発現しているのか。その遺伝子をデフャレンシャル・デスプレー法で調べた。(3)オオシロアリ類における栄養交換と子虫の成長に関する研究:屋久島産のオオシロアリを材料に用いて、腸内容物の分析、脂肪体での尿酸蓄積そして親成虫から子虫への栄養交換の頻度の測定などを行った。また,コロニー間の近縁関係の測定をDNAレベルで行った。(4)タカサゴシロアリにおける初期巣の成立と兵隊カーストの分化に関する研究:高等シロアリであるタカサゴシロアリのカースト分化の様相を飼育実験により調べた。

(5)キノコシロアリと担子菌類との共生システムと親子関係に関する研究:高等シロアリであるタイワンシロアリと担子菌類との栄養生態学的な関係がいかなるものかを研究した。特に、創設期の成虫がどの様にして菌を運ぶのかに注目した。また、シロアリの進化系統と菌類の種組成との関係を、分子系統学的手法を用いて研究した。(6)亜社会性(家族性)ゴキブリ類の親子関係:クチキゴキブリ類の家族はシロアリの社会進化のモデル系と捉えることができる。親成虫から子虫への反吐による物質伝達が観察されている。その反吐物を分析する手法を開発に着手した。(7)オオズアリのカースト分化:初期巣におけるカースト分化のメカニズムを分子生物学的に調べた。(1)野外調査としては、研究材料であるタカサゴシロアリ、タイワンシロアリなどを得るために、5月下旬に沖縄県の西表島に、また、オオシロアリおよび家族性のゴキブリを得るために、同じく5月下旬に鹿児島県の屋久島へ調査にでかけて行った。さらに、ネバダオオシロアリ得るために5月上旬に兵庫県川西市に出かけた。(2)シロアリ類におけるカスト分化制御物質(フェロモン)の伝達と兵隊への分化の遺伝子発現:兵蟻分化に特有の物質はどのようなものか、それはどこで作られ、その際、どの様な遺伝子が発現しているのか。その遺伝子をデファレンシャル・デスプレー法で調べた。(3)オオシロアリ類における栄養交換と子虫の成長に関する研究:屋久島産のオオシロアリを材料に用いて、腸内容物の分析、脂肪体での尿酸蓄積そして親成虫から子虫への栄養交換の頻度の測定などを行った。また,コロニー間の近縁関係の測定をDNAレベルで行った。(4)タカサゴシロアリにおける初期巣の成立と兵隊カーストの分化に関する研:高等シロアリであるタカサゴシロアリのカースト分化の様相を飼育実験により調べた。(8)上記の研究成果を論文としてまとめた。
食物によるアルミニウムの経口摂取量

日常広く調理に使われているアルミ鍋をお酢(酢酸)で煮沸した時に様々な重金属が溶出することは既に報告してきたが、アルミニウムそのものについてはPIXE分析では十分な感度がなく正確な測定をしてこなかった。本研究ではICP(誘導結合プラズマ発光分光装置)を用い、調理を模擬し酢酸、食酢、乳酸、クエン酸等で煮沸した場合に溶け出るアルミニウムを高感度で定量することを目的とした。具体的には1)煮沸時間による溶出量の変化、2)酸度の違いによる溶出量の変化、3)繰り返し煮沸による溶出量の変化について測定を行なった。アルミ鍋は市販の直径16cmの片手鍋を使用した。煮沸時間依存の測定を除き、試料は鍋に蒸留水及び15%酢酸等の溶媒を約500ml入れ30分間煮沸した溶液を用いた。得られたサンプルを直接ICP(セイコ-SPS1500VR)で分析した。以下に結果を簡単に記す。蒸留水や酢酸に浸しただけのもの及び蒸留水を煮沸したものからはアルミの溶出が認められなかったが、5%酢酸で煮沸したものからはアルミの溶出が明らかに認められ10分煮沸と30分煮沸ではほぼ煮沸時間に比例してアルミの濃度は高くなっていた。ICPでは物理干渉や分光干渉が無視出来ずこれらの干渉に対する補正をする必要があるが、特に酸性溶液の場合には物理干渉により濃度を低く見積もる傾向にある。今回の測定で補正をしない値で各々10、45ppmの濃度であった。繰り返し煮沸による溶出量の変化は酢酸、蒸留水、クエン酸、乳酸については10回程度の繰り返しでは溶出濃度は殆ど変化していないと考えられる。一方、食酢については初めの2回については高いものの3回目以降は殆ど変化していない。溶媒による溶出量は明らかに異なり高い順に酢酸、乳酸、クエン酸、食酢で蒸留水については殆ど溶出しないことが分かった。以上の結果については95年の家政学会で発表すると同時に、追加実験をした上で論文にまとめる予定である。
新生児慢性肺疾患の重症度の早期診断に関する研究

気管支肺異形成BPD(もしくは新生児慢性肺疾患)とは、呼吸窮迫症候群などの呼吸障害のために人工換気療法をうけた早産児の一群に認められる、慢性的な肺の病変である。2001年に国際的に提唱された定義では、「在胎32週未満の早産児では、修正36週または退院前までに21%を越える酸素療法を28日以上必要とした児」とあり、その酸素依存度により重症度分類がされている。BPDは退院後も在宅酸素療法を必要とする場合もあり、医療経済を考慮する上でも重要な疾患である。BPDの病因は多因子であり、酸素投与による酸化ストレス、圧損傷、容量損傷、炎症メディエーターによる生物学的損傷などが考えられているが、肺局所での解析やその経時的な変動については解明されていない。そこで我々はBPDの臨床像の把握や疾患予後の予見に役立てるために、胸部CT所見を集積して画像所見の重症度を評価するスコアシステムを開発した。また、気管洗浄液中細胞でTGF-・1、IL-10、およびIFN-・の遺伝子発現が高い児は、BPD罹患が多いことを見出した。さらに、出生時より経時的に血液検査所見を追跡し、慢性期の白血球数(とりわけ好中球数)が高い児ほどBPD罹患が多い傾向を認めた。出生時より続く慢性的な炎症がBPDの発症に関連があることが予測されたが、同時に採取した血清のサイトカイン・ケモカインを網羅的に定量した解析では有意な関連は見いだされなかった。今後も症例の集積を進めると同時に、新たに酸化ストレスマーカー、血球遊走因子、血管内皮障害因子との関連についても解析を行う予定である。平成19年度は対象となる極低出生体重児の臨床データの収集、及び出生時(入院時)、1生月時の患児血清の採取を行った。未熟性や出血などによる貧血の進行のない患児に対しては日齢14の血清の採取・保存も合わせて行った。また気管洗浄液は全患児での採取が困難(採取量が少ないなど)であった。それぞれの時期での保存血清が揃った児に関してはflow cytometerを用いて炎症性サイトカインとケモカインの測定を行った。加えて対象患児が修正週数36週42週になった時点(あるいは退院前)で、慢性肺疾患の有無やその程度に関する評価のため、胸部X線撮影(仰臥位)に加え胸部CT検査も実施(両親への説明の後承諾を得ている)している。画像は今後当院放射線科医師3名により個別に読影され、その所見によりscore化した上で慢性肺疾患の重症度を評価する予定である。Score化については当施設の落合らが報告したもの(J Pediatr.2008 Jan;152(1))を用いることにしている。また平成19年度は今回の研究以前より文章による研究の同意が得られていた症例で、血清保存されていた極低出生体重児の血清を用いた予備研究も行った。極低出生体重児と慢性肺疾患の発症に関して、出生時の血清中のIL-8の高値と慢性肺疾患の発症との関連が示唆された、また現在の症例数では有意差は出ていないが、月齢1-2の血清中のIL-8の高低と慢性肺疾患の発症との関連も示唆されている、その他慢性肺疾患の発症と月齢1-2の白血球数や好中球数との間にも相関がみられた。今後は症例数を増やし、臨床データの蓄積を図り、また得られた画像のscore化を進めていく。また、血清中のサイトカインの高低やそれぞれの時期の白血球数や好中球数、CRP値などと画像上の慢性肺疾患のscoreとの関連も併せて検討していく予定である。

気管支肺異形成BPD(もしくは新生児慢性肺疾患)とは、呼吸窮迫症候群などの呼吸障害のために人工換気療法をうけた早産児の一群に認められる、慢性的な肺の病変である。2001年に国際的に提唱された定義では、「在胎32週未満の早産児では、修正36週または退院前までに21%を越える酸素療法を28日以上必要とした児」とあり、その酸素依存度により重症度分類がされている。BPDは退院後も在宅酸素療法を必要とする場合もあり、医療経済を考慮する上でも重要な疾患である。BPDの病因は多因子であり、酸素投与による酸化ストレス、圧損傷、容量損傷、炎症メディエーターによる生物学的損傷などが考えられているが、肺局所での解析やその経時的な変動については解明されていない。そこで我々はBPDの臨床像の把握や疾患予後の予見に役立てるために、胸部CT所見を集積して画像所見の重症度を評価するスコアシステムを開発した。また、気管洗浄液中細胞でTGF-β1、IL-10、およびIFN-γの遺伝子発現が高い児は、BPD罹患が多いことを見出した。さらに、出生時より経時的に血液検査所見を追跡し、慢性期の白血球数(とりわけ好中球数)が高い児ほどBPD罹患が多い傾向を認めた。出生時より続く慢性的な炎症がBPDの発症に関連があることが予測されたが、同時に採取した血清のサイトカイン・ケモカインを網羅的に定量した解析では有意な関連は見いだされなかった。今後も症例の集積を進めると同時に、新たに酸化ストレスマーカー、血球遊走因子、血管内皮障害因子との関連についても解析を行う予定である。
対称統計量の漸近理論を用いた時系列解析における変化点分析の研究

数理ファイナンスのようなランダムデータの時系列解析において、データの基本的な性質が変化した時点(change-point)を発見することは、その後の迅速な戦略の変更のために必要不可欠である。本研究ではこの目的のために時系列におけるパラメータの変化点を推定する方法について研究した。本研究のために,クラメール・フォンミーゼス統計量など多くの重要なノンパラメトリック統計量を含む対称統計量について、特に従属性を持つ場合に対する研究を行った。(1)時系列として、ARモデルのような古典的な線形モデルだけでなく、ARCHモデル、GARCHモデルのようなボラティリティ変動モデルや確率微分方程式で表される時系列データについて、これらのパラメータの変化点について考察する。変化点の推定量として、クラメール・フォンミーゼス統計量など多くの重要なノンパラメトリック統計量を含む対称統計量を応用する。特に独立性を持つ確率変数列に対するU-、V-統計量の漸近的な性質は従来から詳細に調べられてきたが、本研究では時系列解析への応用のために,特に従属性を持つ場合について研究を行なう。(2)本研究の応用の一つとして,ファジィ理論に基づく曖昧なデータのクラスター分析における最適クラスターの決定方について研究し、AICを用いた方法を提案し、その性質について考察する。この方法は時系列を大きな変化の少ないクラスターに分解することで、変化点解析にも応用できると考えられる。この目的のために時系列におけるパラメータの変化点を推定する方法について研究した。ここでの時系列は、ARモデルのような古典的な線形モデルだけでなく、ARCHモデル、GARCHモデルのようなボラティリティ変動モデルや確率微分方程式で表される時系列データも含まれ、これらのパラメータの変化点について考察した。この成果について2008年7月、アメリカ合衆国オーランドで行われたWCNA2008において下記の論文を発表した.さらに本研究の応用の一つとして,ファジィ理論に基づく曖昧なデータのクラスター分析における最適クラスターの決定方について研究し、AICを用いた方法を提案した.この方法は時系列を大きな変化の少ないクラスターに分解することで、変化点解析にも応用できると考えられる.この研究成果はInternational Journal of Innovative Computing, Information andControl(2008)に発表された.数理ファイナンスのようなランダムデータの時系列解析において、データの基本的な性質が変化した時点(change-point)を発見することは、その後の迅速な戦略の変更のために必要不可欠である。この成果について次の論文を発表した.Change-pointproblems in nonlinear regression estimation with dependent observations.本論文はNonlinear Analysis : Theory, Methods & Applications(2009)に掲載された.本研究のために,クラメール・フォンミーゼス統計量など多くの重要なノンパラメトリック統計量を含む対称統計量について考察した.特に独立性を持つ確率変数列に対するU-、V-統計量の漸近的な性質は従来から詳細に調べられてきたが、本研究では時系列解析への応用のために,特に従属性を持つ場合について研究を行った.数理ファイナンスのようなランダムデータの時系列解析において、データの基本的な性質が変化した時点(change-point)を発見することは、その後の迅速な戦略の変更のために必要不可欠である。平成22年度は、この目的のために時系列におけるパラメータの変化点を推定する方法について研究した。この成果について次の論文を発表した。本研究のために,クラメール・フォンミーゼス統計量など多くの重要なノンパラメトリック統計量を含む対称統計量について考察した.特に独立性を持つ確率変数列に対するU-、V-統計量の漸近的な性質は従来から詳細に調べられてきたが、本研究では時系列解析への応用のために,特に従属性を持つ場合について研究を行った.変化点解析は株価などの経済時系列解析に対して有用である。Proc.Neural,Parallel and Scientific Computations,Vol.4(2010)に発表した論文では、反射壁ブラウン運動を変形した準反射壁ブラウン運動を用いて行動ファイナンス理論に基づく株価数理モデルを構成し、トレンドの変化点解析に応用した。本研究の応用の一つとして,ファジィ理論に基づく曖昧なデータの最適クラスターの決定方について研究し、AICを用いた方法を提案した。

数理ファイナンスのようなランダムデータの時系列解析において、データの基本的な性質が変化した時点(change-point)を発見することは、その後の迅速な戦略の変更のために必要不可欠である。平成23年度は、この目的のために時系列におけるパラメータの変化点を推定する方法について研究した。ここでの時系列は、ARモデルのような古典的な線形モデルだけでなく、ARCHモデル、GARCHモデルのようなボラティリティ変動モデルや確率微分方程式で表される時系列データも含まれ、これらのパラメータの変化点について考察した。この成果について論文を発表した.本研究のために,クラメール・フォンミーゼス統計量など多くの重要なノンパラメトリック統計量を含む対称統計量について考察した.特に独立性を持つ確率変数列に対するU-、V-統計量の漸近的な性質は従来から詳細に調べられてきたが、本研究では時系列解析への応用のために,特に従属性を持つ場合について研究を行った.変化点解析は株価などの経済時系列解析に対して有用である。Theoretical and Applied Mechanics Japan,Vol.60(2011)に発表した論文では、反射壁ブラウン運動を変形した準反射壁ブラウン運動を用いて行動ファイナンス理論に基づく株価数理モデルを構成し、トレンドの変化点解析に応用した。本研究の応用の一つとして,ファジィ理論に基づく曖昧なデータの最適クラスターの決定方について研究し、AICを用いた方法を提案した。この方法は時系列を大きな変化の少ないクラスターに分解することで、変化点解析にも応用できると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。
非線形性を有する水平構面の増幅効果を考慮した伝統的木造建築の地震応答評価

本研究では,伝統的木造建築が有する構造特性の評価を目的に,実験的検討と強震観測に基づく検討を進めた。実験的検討では,木材の粘弾性を調べる方法として,ボルト軸力の応力緩和に基づく簡易な試験方法を試案し,その有効性を検証した。また試験結果を基に,緩和時間が長い領域における粘弾性特性を評価した。強震観測に基づく検討では,システム同定手法の1つである部分空間法の演算を実行する解析環境を構築した。さらに実構造物の強震記録にこの方法を適用し,各部の剛性を逆問題として評価した。本研究は,木質構造の耐震性能の向上を目的に,特に実務者が検討に十分な時間を充てられない評価基準に関わる問題点について,主に2つのアプローチでその解決を試みるものである。具体的には,研究協力が得られている伝統的な構法で建てられた社寺建築を対象に,順問題として木材間の摩擦特性のモデル化,逆問題として強震観測結果に基づくシステム同定によって,その耐震性能評価を進めている。H 25年度は,このうち逆問題としてのアプローチであるシステム同定の環境を整えることを目的に,部分空間法に基づく動特性の同定プログラムを構築した。当初の研究計画では, H 26年度の実施を考えていたが, H 25年度の段階で有用な強震記録がいくつか得られたこと,別途実施した木質構造建物の振動台実験によって,その精度検証が図れることなどを理由に,当該課題を前倒しして進めることとした。一方,順問題,すなわち摩擦特性のモデル化も並行して進めている。この問題では,その境界条件を実験的に詳しく調べる計画であったが,木材の粘弾性が摩擦特性にも影響を及ぼすことが予想されたため, H 25年度は木材の粘弾性の評価を先んじて解決すべき課題と考えて検討を進めた。当該課題は,当初の計画にはなかったが,木材の粘弾性を調べる簡易試験を提案すると共に,粘弾性の評価方法の検討も進めた。H 25年度からの研究課題のため,当該課題と直接関わる論文発表ではないが,前述の同定プログラムの精度検証を行った振動台実験の報告,および粘弾性特性の簡易試験に関する報告は既に発表した。H 26年度には,本課題の論文発表も進める計画である。本研究は,伝統的木造建築の耐震性能を評価する上で,実務設計では検討が不十分となる応答増幅効果の影響を調べたもので,主に水平構面の剛性評価に着目して検討を進めたものである。剛性評価にあたり,本研究では次の2つのアプローチから検討を進め,各々で知見が得られた。1つは木材間の摩擦特性の評価を目的とした検討,もう1つは強震観測に基づく実構造物の剛性評価を試みた検討である。以下,各々のアプローチから得られた成果を順に述べる。まず前者の摩擦特性は,順問題として剛性評価を試みた検討に位置づけられる。木材の摩擦に関する力学モデルの構築を試みたが,実験的検討を進めるにつれ,摩擦特性に木材の粘弾性が関係する可能性が高まり,その評価なしでは原因の究明に至らないため,粘弾性に関する検討を優先的に進めた。検討の結果,既往研究で得られた粘弾性に関する知見を再認すると共に,境界条件の差異によって異なる特性が得られることを確認し,粘弾性の評価においても摩擦特性の把握が不可欠であることを示唆した。この課題は,本年度以降も継続する計画である。後者とした強震観測に基づく検討は,いわゆる逆問題として剛性評価を試みたもので,得られた記録の一部を対象とした分析結果を既に発表した。観測記録に対してモニタリング技術の1つである部分空間法を適用し, 1入力5出力系のシステムと各部の剛性を対応させ,各部の非線形性の影響を表す剛性の経時変化を取り出すことに成功した。設定した力学モデルの改善等の課題も残るが,伝統的木造建築の強震観測に基づく分析としては,既往研究にない推定精度で非線形性を抽出できたことから,今後も未発表の記録の分析を続け,続報として発表する計画である。耐震工学,木質構造研究実績に述べた通り, H 26年度に予定していた計画を前倒しして検討を進め,一方でH 25年度に実施を予定していた実験を遅らせている。これらの点から,各年度の計画を入れ替えたとすれば,順調な進展と判断される。しかし, H 25年度に計画していた摩擦特性の評価に当たっては,先んじて木材の粘弾性評価が必要となったため,この点について検討こそ進めているものの,当初の計画にはない課題であることから,研究計画より遅れていることも否定できない。以上から,既に一定の成果が得られているが,当初計画の一部に遅れがあるため,概ね順調に進展していると判断した。前述の遅れの原因である木材の粘弾性評価については,数値計算上,悪条件となる緩和スペクトルの計算方法を現在検討している。この成果によって評価尺度が確立できれば,木材の粘弾性を体系的に整理し易くなるため,いくつかの樹種についてその評価を進める計画である。

また,本課題の摩擦特性にもこれらの成果を反映すると共に,本年度繰り越した予算を利用して,実験的な摩擦特性の評価を進める計画である。論文発表は,本年度の成果である同定プログラムにより,対象としている建物を評価した結果を木質構造に関する国際会議に投稿している。この会議に関しては,既にアブストラクト審査を終えており, 8月に発表予定である。研究実績に述べた通り, H 26年度の計画を前倒しして遂行した結果, H 25年度に実施を計画していた実験に必要となる予算を現段階で執行していないため。実験に必要な材料の購入,ならびに計測機器の導入に必要な予算とする計画である。また,強震観測システムに本年度作成した同定プログラムを組み込む費用も併せて繰り越した予算から支出する予定である。
原子力発電所等高放射線環境下で動作可能な電子回路の開発

福島第1原子力発電所の廃炉作業推進のために、放射線耐性を向上させた電子回路開発を目的とする。電子素子は放射線耐性が低いと考えられているが、研究代表者らの研究では放射線耐性の高い素子も多いことを明らかにしている。そこで、本研究では以下を実施する。・種々電子素子の放射線耐性評価より、耐性の高い素子を選択、電子回路を作成・放射線耐性の低い素子を使わざるを得ない場合、その素子に補償回路を導入・開発した回路の放射線照射試験を実施し、廃炉現場で要求される放射線被ばく総量に回路が耐えられることを実証本課題の開発の成果は、ロボット開発の自由度を広げ、廃炉進捗に大きく貢献できる。
リスクを伴う外遊びが幼児の発達に及ぼす影響：保護者と保育者の意思決定過程の解明

屋外で高い所に登ったり高い所から飛び降りたりといった、リスクを伴う遊びを行うことは、子どもの健康と発達を促進することが明らかになりつつある。しかし、子どもの安全を守り怪我を防止するという意識の高まりにより、リスクを伴う外遊びは減少している。そのため海外では近年、可能な限りの安全を目指すのではなく、必要に応じて安全を考慮し、リスクを伴う外遊びの機会を増やすことが提唱されている。日本の状況も同様であるが、保護者や保育者がリスクを伴う外遊びを受け入れるには、リスクを伴う外遊びにより、諸能力がどの程度発達するのか、怪我がどの程度発生するのか、といった基本的なエビデンスが不足している。そこで本研究では、リスクを伴う外遊びが幼児の発達に及ぼす影響を総合的に検討するとともに、リスクを伴う外遊びに関する保護者と保育者の意思決定過程を解明することを目的としている。本年度は、Greve et al. (2014)を参考に、インターネット調査を実施し、子どもの頃の遊びの内容と現在の発達を尋ね、長期的な影響を検討する予定であった。しかし、学会のポスター発表やシンポジウムでの話題提供の質疑をとおして、「リスクを伴う遊び」の定義を再考する必要を感じたため、改めて定義を検討している。また、これまでは、リスクを伴う遊びを行うことにより、発達のどのような側面が育つのか、を可視化しようとしてきたが、子どもにはもともと探索欲求や挑戦心などがあり、リスクを伴う遊びの保障により挑戦心などを発揮し、それらがさらに発達する、というように捉え直しつつある。研究実績の概要にも記載したように、本年度は、「リスクを伴う遊び」の定義を再考するとともに、遊びと発達との関係の捉え直しを行ったため、予定していたインターネット調査の実施まで進めることができなかった。遊びの長期的な影響を検討するための調査は、Greve et al. (2014)を参考に、子どもの頃の遊びの内容と現在の発達を調べる項目を作成し、インターネット調査を20代1000名を対象に実施する。また、保育者を対象にした調査は、各園に個別に合計で200名程度に依頼する。調査内容は、以下のとおりである。価値観と態度の測定には、申請者のグループが開発した保育者用のリスクマネジメント評価尺度を用いる。価値を調べる項目は、「スリルのある遊びは、子どもの発達にとって価値がある」などの14項目から成る。子どもによるリスク管理は、「安全に遊べるかどうかは、子ども自身に判断させる」などの5項目、保育者によるリスク管理は、「怪我をする可能性のある遊びはさせない」など5項目から成る。また、子どもの成長・発達は、東アジアこども発達スケール(青柳他, 2013)で測定し、怪我や事故に関しては、申請者のグループが保育所のリスクマネジメント用に作成したカテゴリーを用いる。必要に応じて、インタビューや観察も行う。

また、子どもの成長・発達は、東アジアこども発達スケール(青柳他, 2013)で測定し、怪我や事故に関しては、申請者のグループが保育所のリスクマネジメント用に作成したカテゴリーを用いる。必要に応じて、インタビューや観察も行う。本年度は、「リスクを伴う遊び」の定義を再考するとともに、遊びと発達との関係の捉え直しを行ったため、予定していたインターネット調査の実施まで進めることができなかった。次年度は、定義を改めて質問紙を修正の上、本年度に予定していたインターネット調査を実施するとともに、当初から次年度に予定していた調査も実施する。
Functional MRIを用いた歯根膜感覚のヒト大脳皮質支配領域の同定

口腔機能の一つである咀嚼を理解する上で、歯根膜感覚の中枢支配領域を同定することは非常に重要なことである。ヒトは厚さ20μmの試験片を咬み分けると言われているものの、その中枢支配領域の詳細に関しては不明である。そこで、Functional MRIを用いて、咬合刺激による歯根膜感覚の大脳皮質支配領域の同定を行った。インフォームドコンセントを得た健常ボランティア20人に対し、Functional MRIを施行した。装置は1.5TのMRI装置を用い、咬み合わせを刺激とした。咬合力の測定は、Functional MRI撮像と同時にデンタルプレスケールおよびオクルーザーを用いて測定した。デンタルプレスケールおよびオクルーザーでは左右の咬合バランスを計測することも可能であった。最大咬合力による刺激をevent related paradigmにて付加し、咬合時と安静時を繰り返す刺激とした。データの解析はSPMを用いて行い、咬合と賦活領域の関係、咬合バランスと賦活領域の関係について検討した。咬合刺激によるFunctional MRIにより中心後回、視床領域に有意な賦活領域が認められた。左右の咬合バランスと賦活大脳半球との相関は認められなかった。咬合刺激によるFunctional MRIの結果より、中心後回、視床に歯根膜感覚の支配領域が存在する可能性が示唆された。また、咬合バランスと大脳皮質支配有意半球に関しては、相関は認められなかった。本年度は、MRI撮像中に咬合力を測定する方法について検討した。まず、咬合力を測定する際のGold standardと考えられている筋電図を用いたが、MRIの中では電極が磁場を歪ませる結果、noiseの割合が大きすぎて測定不可能であることがわかった。また、オクルーザルフォースメータGM10も使用してみたが、MRIの中では磁場の影響を受けて機械自体が使用不可能であった。その後、デンタルプレスケールおよびオクルーザーを使用し、MRI撮像中でも咬合力を測定することが可能となった。しかしながら、Functional MRIでは咬合刺激を複数回使用するため、デンタルプレスケールおよびオクルーザーではMRI撮像中のすべての時間の咬合力が測定不可能であった。そのため、paradigmの変更を行った。歯根膜感覚のFunctional MRIを行う際に考えられたparadigmはblock designのものであった。しかしながら、咬合という刺激を使用する際に、一定量の刺激を加えられているのかどうかの検証が現在なされていなかった。そのため、event related paradigmに変更し、最大咬合力を刺激として、一回の刺激量が以降の刺激時に同様に付加されていると仮定することとした。最大咬合力の測定はデンタルプレスケールおよびオクルーザーを使用することにより可能であった。また、デンタルプレスケールおよびオクルーザーを咬合力測定器として使用するため、咬合力の左右のバランスが判別可能であった。現在、症例数の増加および咬合力の左右差と中枢神経領域の歯根膜感覚支配領域の関係について検討している。
銀行の審査機能と銀行行政のあり方に関する理論的・実証的研究

本年度の研究の成果は以下の通りである。1.理論的研究a)研究代表者による銀行審査の理論モデルを修正・発展させ、論文としてまとめた。現在投稿中。b)銀行審査のモデルを、機関投資家による株式投資のモデルに応用し研究を進めている。株式投資も株式の将来価値を評価して行うという点で貸出審査と酷似しているが、潜在的に多くの競争相手がいるという点が異なる。このような場合に、複数の異なる情報戦略が共存して観察される可能性を検討している。これまでの研究で、機関投資家の報酬が、他の機関との相対的なパフォーマンスに応じて決定されるという状況で、多様な情報戦略が共存しうる可能性が示された。この成果は、上智大学経済学部、および筑波大学社会工学系の研究会で報告を行った。現在投稿準備中。c)上記の研究は、いずれも金融機関による情報活動が必ずしも有効に機能しない可能性を理論的に検討するものであるが、その原因としてある種のモラルハザードが生じている可能性を主に検討してきた。しかし、昨年度から認知心理学な側面から、情報活動が正しく行われない可能性も視野に入れて研究を開始した。このアプローチは行動ファイナンス理論という新しいファイナンス理論において注目されているものである。2.実証的研究銀行制度は、銀行に規律ある経営を行わせるうえで極めて重要な要素であると考えられている。本研究では、文献調査によって、銀行制度の違いを検討した。a)預金保険制度の違いヨーロッパ、米国、およびアジア各国で預金保険制度が異なることが明らかになった。また、オーストラリア、ニュージーランドの預金保険制度については公的な制度の存在が文献では確認されず、今後の調査を行う予定である。b)破綻銀行処理方法の違い韓国と日本の破綻銀行処理は極めて対照的であることが最近知られるようになってきた。この点は今後も継続して調査を行う。本年は米国における関連研究の調査を主に研究をすすめた。最大の成果は、米国における金融理論研究の中に本研究と密接に関連するものを発見したことである。米国における金融仲介は、一定の利子支払いを約束する預金ではなく、収益が不確実な投資信託(mutual fund)の方が支配的であり、その研究は極めて盛んになされている。研究の中で、最近特に注目を集めているのが「行動ファイナンス」理論と呼ばれる新しい研究分野である。行動ファイナンス理論は、効率市場仮説を前提とする従来の理論では説明できないアノマリーに挑戦しようとする斬新な研究分野である。夏季に行った米国での調査で、この分野が米国東部(主にニューヨーク、ニューヘブン、ボストン、シカゴ)の研究者によって盛んに研究され、ある種のブームを起こしていることがわかった。その中で本研究と深く関連する研究をしているのが、行動ファイナンス理論の中心的な研究者であるAndrei Shleifer教授(ハーバード大学)である。Shleifer教授は、投資信託において投資家(預金者に相当)が過去の投資収益に基づいて銀行(fund)を選択するという事実に注目し、そのことが銀行による効率的な投資(裁定取引)を阻害することを理論的に示した。Shleifer教授の研究は本研究と多くの相違点をもつものの、投資家(預金者)が過去の運用成績だけに基づいて、銀行(fund)を評価するという前提、およびそれが銀行の行動に悪影響を及ぼすという点で共通している。Shleifer教授の研究との関連を明らかにする形で、また新たな研究の能性が広がるものと期待される。現在投稿中。現在投稿準備中。
慢性系球体腎炎の細胞生物学的制御-血小板および系球体細胞内情報伝達物質の解明-

1.イノシトールリン酸分析の為の高速液体クロマトグラフィーの開発細胞内【Ca^(2+)】遊離作用を有する重要な細胞内メッセンジャーであるイノシトール-1,4,5-トリスホスフェイト(I【P_3】)の分離、定量をより精密かつ容易に行う為、新たに高速液体クロマトグラフィー(HPLC)システムを開発した。分析カラムとしては、陰イオン交換カラム(TSK-GEL,DEAE-2SW)を、移動相としてリン酸ナトリウムを、検出器として示差屈折計を用いた。本HPLCにおけるイノシトールリン酸分析時間の決定の為、標準物質として、アマルシャム社製イノシトール-1-モノホスフェイト(I【P_1】)、イノシトール-1,4-ビスホスフェイト(I【P_2】)およびI【P_3】を用いた。その結果、本HPLCにより、各種イノシトールリン酸化合物を明確に分離しえ、その分析が短時間(15分以内)かつ簡便に行いうることが明らかとなった。2.ラット培養メサンギウム細胞におけるイノシトールリン酸代謝に対するアンジオテンシン【II】の影響メサンギウム(M)細胞におけるアンジオテンシン【II】(A【II】)の細胞内情報伝達機構を解明する為、雄性SDラットより腎糸球体培養によりえられた培養M細胞を材料として、A【II】添加時のイノシトールリン酸代謝の変動を、今回開発したHPLCにより検討した。実験には、継代2代目の培養M細胞を、[【3^H】]イノシトールで48時間前標識して用いた。結果は、(1)A【II】添加によりI【P_3】およびI【P_2】は15秒以内に、I【P_1】は30秒以内に増加した。(2)この増加は、A【II】に対し濃度依存性を示した。(3)このA【II】の効果は、A【II】の受容体培抗薬であるサララシンにより完全に抑制された。以上より、A【II】の細胞内情報伝達機構に、ホスファチジルイノシトール-4,5-ビスホスフェイトのホスホリパーゼCによる分解に始まるホスホイノシチド・サイクルの亢進が関与することが明らかとなった。
個票開示リスク評価用超母集団モデルの開発

本年度は計画の最終年度なので、成果発表に補助金を用いた。主な使途は、国際統計協会(ISI)の第55回大会での口頭発表(海外)である。口頭発表に重点を置いたので特に記すと、他に国内学会発表2件(応用統計学会、統計関連学会連合大会)、講演2件(応用統計ワークショップ(東京大学経済学部)、研究集会(東京大学工学部))で研究成果を述べた。加えて、下記のような理論的考察を行った。各セルの度数が独立に複合ポアソン分布に従うとして、その総和を所与としたセル度数の条件付き同時分布を「条件付き複合ポアソン分布」と呼ぶ事にする。この分布は複合ポアソン分布のレヴィ測度(クラスター分布)を変えることで様々な種類が得られ、分布族をなす。そしてクラスター分布が一点分布に退化した場合に、条件付き複合ポアソン分布は多項分布になる。つまりこの分布族は多項分布に自然に拡張し、その望ましい性質を一部受け継ぐ。条件付き複合ポアソン分布の中でも解析的に扱い易い例が、多変量負の超幾何分布であり、擬似多項分布である。条件付き複合ポアソン分布を考える最大の利点は、度数の分散を大きく出来る事であり、過分散の記述に適する。またセル確率に相当する母数が全て等しい対称な場合は、本プロジェクトの主要成果である小数法則が適用可能となる。すなわち、極限分布として度数ゼロのセル数に依存しない便利なモデルが現れる。この極限分布は正の整数の確率分割を与えており、クラスター分布がべき級数分布の時、重み付きベル多項式の展開とみなせる。このように考えると、本プロジェクトの確率分割生成方法は、ギブス分割を生成する事が分かる。またコルチンモデルの特殊ケースで、取り扱いが容易な場合となっている。本年度は主に、個票開示リスク評価用超母集団モデルにおける小数法則と条件付けの意味を考察した。得られた知見は博士論文に一部結実した他、二本の査読付き雑誌論文を公表した。予感通り、任意の非負整数上の無限分解可能分布モデルに小数法則は適用可能である。これを切り口として、モデリングの方法論を明確に整理する事が出来た。一般に各副集団の頻度が互いに独立に同一の非負整数上の分布に従うようなモデルで,平均的に寸法指標が対数凸ならば、頻度の分布は非負整数上の無限分解可能分布である事が判明した。経験的に寸法指標データは凸性を示すので、この結果は本プロジェクトの重要性を示すものである。なお非負整数上の分布の場合、無限分解可能分布と複合ポアソン分布は同値である。そして複合ポアソンモデルに小数法則を適用した極限分布は、複合ポアソン分布の複合された分布で規定される事が示された。複合ポアソン分布モデルでは、小数法則は総度数の分布を変えずに副集団の総数を増やす操作となる。そして総度数の分布を変えずに小数法則が適用出来るのは、複合ポアソンモデルに限られる。この複合ポアソン分布族の中でのモデル選択が問題となるが、ある意味負の二項分布とポアソン・パスカル分布のモデルが重要となる事を示した。そしてこれらのモデルの性質を解析した。本年度は、前年度に得た基本定理(小数法則と条件付けによって非負整数上の無限分解可能分布から新規モデルが導出可能)の理解を深める方向で研究を進めた。具体的には、本分野で現れるデータの特徴をふまえたモデリングの方法論を整理し公表した(査読付き雑誌論文一、招待講演一)。また、実際に新規モデルが導出出来るのを確認している。非負整数上の無限分解可能分布の例として、ラグランジュアン・ポアソン分布が挙げられる。この分布から前述の基本定理を用いて、新しい分布が導出可能である。これを極限疑似多項分布と呼ぶ事にする。複数の独立なラグランジュアン・ボアソン分布の総和を所与とした、条件付きの同時分布は疑似多項分布と呼ぶのが適当であり、この特殊ケースの極限分布が極限疑似多項分布である。極限疑似多項分布は一母数を持ち、その最尤推定量は陽に表される。また極限疑似多項分布は指数族に属する為、挙動を把握しやすい。この分布の周辺階乗モメントを求め、複数のテストデータに当てはめたところ、右裾が非常に長いデータを良く記述出来るという感触を得ている。この種のデータ記述は、既存の超母集団モデルが苦手とする所である。従って極限疑似多項分布は、他のモデルを補完する意味が有ると思われる。故に本研究の成果は、超母集団モデルアプローチに厚みを加えるものである。また疑似多項分布も、新しい離散多変数分布として意味を持つ。本分布は解析的取り扱いが容易な事に加え、母数の数を多くも出来る。従って柔軟なモデルとなる事が期待できる。

この分布は複合ポアソン分布のレヴィ測度(クラスター分布)を変えることで様々な種類が得られ、分布族をなす。そしてクラスター分布が一点分布に退化した場合に、条件付き複合ポアソン分布は多項分布になる。つまりこの分布族は多項分布に自然に拡張し、その望ましい性質を一部受け継ぐ。条件付き複合ポアソン分布の中でも解析的に扱い易い例が、多変量負の超幾何分布であり、擬似多項分布である。条件付き複合ポアソン分布を考える最大の利点は、度数の分散を大きく出来る事であり、過分散の記述に適する。またセル確率に相当する母数が全て等しい対称な場合は、本プロジェクトの主要成果である小数法則が適用可能となる。すなわち、極限分布として度数ゼロのセル数に依存しない便利なモデルが現れる。この極限分布は正の整数の確率分割を与えており、クラスター分布がべき級数分布の時、重み付きベル多項式の展開とみなせる。このように考えると、本プロジェクトの確率分割生成方法は、ギブス分割を生成する事が分かる。またコルチンモデルの特殊ケースで、取り扱いが容易な場合となっている。
信号源定位のためのディジタル信号処理

センサアレイを用いて到来信号数を検出すること,および複数の到来方位を同時に推定することは,古くから地震波解析,電波天文,レーダー,ソナーの分野における基本問題である.しかしながらこれらの基本問題を解決する技術は,将来の情報技術において必要とされる基礎技術となる.本研究では,雑音環境下での音波あるいは電波の到来信号数検出および到来方位推定のための高精度,高分解能,高効率なアルゴリズムを開発した.具体的には以下の通りである.1.音波あるいは電波の発信源が移動する場合,あるいは受信側が移動する場合,受信信号が定常的であると見なすことができる時間幅が制限される.このような状況を対象に,雑音環境下で入手される観測データ数が少数の場合でも,高い正解率で信号個数が検出できる評価関数の決定法を確立した.2.マルチパスによって生じるコヒーレントな信号は,互いに信号の受信を邪魔しあい,受信信号の品質の劣化すなわち,受信データの誤りを引き起こす.これらを分離するために,まず,コヒーレント信号の到来信号数検出のための効率的なアルゴリズムを開発した.3.コヒーレント信号の到来方位推定のための効率的なアルゴリズムを開発した.4.サケの母川回帰行動解明の実証のために,現在進めているサケの自動追尾システムでは,マルチパスの影響でサケの定位が不正確になることがある.本研究で開発するアルゴリズムをサケの自動追尾システムに応用することを検討している.センサアレイを用いて到来信号数を検出すること,および複数の到来方位を同時に推定することは,古くから地震波解析,電波天文,レーダー,ソナーの分野における基本問題である.しかしながらこれらの基本問題を解決する技術は,将来の情報技術において必要とされる基礎技術となる.本研究では,雑音環境下での音波あるいは電波の到来信号数検出および到来方位推定のための高精度,高分解能,高効率なアルゴリズムを開発した.具体的には以下の通りである.1.音波あるいは電波の発信源が移動する場合,あるいは受信側が移動する場合,受信信号が定常的であると見なすことができる時間幅が制限される.このような状況を対象に,雑音環境下で入手される観測データ数が少数の場合でも,高い正解率で信号個数が検出できる評価関数の決定法を確立した.2.マルチパスによって生じるコヒーレントな信号は,互いに信号の受信を邪魔しあい,受信信号の品質の劣化すなわち,受信データの誤りを引き起こす.これらを分離するために,まず,コヒーレント信号の到来信号数検出のための効率的なアルゴリズムを開発した.3.コヒーレント信号の到来方位推定のための効率的なアルゴリズムを開発した.4.サケの母川回帰行動解明の実証のために,現在進めているサケの自動追尾システムでは,マルチパスの影響でサケの定位が不正確になることがある.本研究で開発するアルゴリズムをサケの自動追尾システムに応用することを検討している.本研究代表者がサケ追跡のために開発した音源定位装置では,環境雑音のため,AD変換を行う前までのアナログ回路の処理における受信信号のゲインコントロールに問題がある.発信器信号の受信レベルをコントロールする部分を含め,処理の大半をディジタル信号処理に置き換えることにより,雑音対策を強固にする.音源定位装置を「信号検出部」と「方位推定部」に分ける.「信号検出部」は,これまで使用してきた低いサンプリング周波数(約20kHz)のAD変換器を用い,4つのセンサが受信する信号の信号継続時間をカバーするタイミングスロットを粗く検出すると同時に,受信レベルのコントロールおよび,検出時刻に基づく距離推定を行なう.「方位推定部」は,購入した1MHzサンプリングのAD変換器を用い,各センサにおける受信信号の復調処理,詳細なタイミングの計測,方位推定を行なう.当初「方位推定部」は,ディジタルシグナルプロセッサ上に実装する予定であったが,予算と開発時間の節約,処理の融通性,フィールド実験のための可搬性の確保のために,ノートパソコン+PCI拡張装置+メモリ内蔵AD変換ボードの組み合わせで,実装することとした.このような処理の分割を施したため,「信号検出部」はリアルタイム処理が可能になり,処理の遅延が回避できるほかに,AD変換器のサンプリング周期の精度で計れる信号受信時刻を距離推定に利用することにより距離測定の精度向上が見込まれる.「信号検出部」では,これまでよりの雑音を除去し易くなり,高精度な方位推定が可能になる.「信号検出部」プログラムおよび「方位推定部」の方位推定プログラムは完成し,現在「方位推定部」のAD変換器回りを開発中である.また,平成14年度はサケ追跡装置の音源定位装置以外の部分を完成させた.本研究代表者がサケ追跡のために開発した音源定位装置では,環境雑音のため,AD変換を行う前までのアナログ回路の処理における受信信号のゲインコントロールに問題があった.発信器信号の受信レベルをコントロールする部分を含め,処理の大半をディジタル信号処理に置き換えることにより,雑音対策を強固にする.音源定位装置を「信号検出部」と「方位推定部」に分ける.