hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管出血性大腸菌の腸管粘膜付着を阻止するための粘膜ワクチン開発

Intimin遺伝子は、90株中89株が陽性(98.9%)。サブタイプは、O157の55株、O111すべてとO114がγ,O26かすべてβであった。PCR-RFLPによる遺伝子多型は、各O型別群ですべて同じパターンを示した。Tir結合領域のアミノ酸シークエンスは、各O型別群で異なる配列を示し、同じγタイプでも、O157とO111では違いか見られた。Tirとならんで、intiminにも多型性がみられ、両者の結合様式や親和性の多様性がみられることが示唆された。一方新しい下痢原性大腸菌である腸管凝集付着性大腸菌(Enteroaggregative E.coli)の病原プラスミド上の新規遺伝子についても解析を開始している。1.腸管凝集付着性大腸菌(EAEC)の腸管粘膜付着関連遺伝子のクローニングと解析EAECの病原プラスミド上の新規遺伝子群AatPABCD(aat cluster)のクローニングと解析を行った。AatCは,膜輸送蛋白であるABCトランスポーターのATP結合蛋白ときわめて近い相同性があった。リコンビナント蛋白から作成した特異的抗体を用いた検討で,AatAは外膜上に発現していた。AatA遺伝子ノックアウト株では,培養上清および外膜表面上への凝集抑制因子Aapの分泌が減少していた。AatP, B, C, D遺伝子それぞれのノックアウト株でも,同様であった。これらの遺伝子欠損株にaat cluster遺伝子を再導入することで,減少していたAapの分泌は回復した。以上よりaat clusterは,Aap分泌を促進する新たなABCトランスポーター複合体であることが明らかになり,大腸菌の付着機構の解明に重要な知見となった。2.下痢原性大腸菌の疫学的検討本地方およびモンゴルでの下痢症患児由来から分離された大腸菌の病原因子をPCR法と付着試験で検討した。EHECとならんでEAECの病原因子の検出頻度が高いことが明らかになった。3.定量的バイオフィルム試験によるEAECのスクリーニング法の開発マイクロプレート上で大腸菌を培養し,形成されたバイオフィルムを吸光度計で定量的に測定する方法が,EAECのスクリーニングに有効であることを明らかにした。1.腸管凝集付着性大腸菌(EAEC)の外膜輸送蛋白AatAの構造・機能解析我々がクローニングしたEAEC病原プラスミド上の新規外膜輸送蛋白AatAは,バイオフィルム抑制因子Aapを分泌する。AatAのC末端側のさまざまな変異体を作成し,発現ベクターに組込みその機能変化を観察した。その結果,C末端から1012番目のアミノ酸がAap分泌に重要であることが明らかになった。また英国ケンブリッジ大学Luisi教授との共同研究により,AatAは大腸菌外膜輸送蛋白TolCのホモログであることが明らかになった。2.定量的バイオフィルム試験による下痢原性大腸菌の疫学的検討我々が開発した定量的バイオフィルム試験を用いて,下痢症患者由来の大腸菌1042株のバイオフィルム形成能を調べ,48株のEAECを効率良く検出できた。検出株の遺伝子解析によりEAECのheterogeneityが明らかになり,未知の線毛遺伝子の存在が推測された。3.大腸菌外膜輸送蛋白TolCとバイオフィルム形成との関連腸管出血性大腸菌も保有する大腸菌
感情障害への認知行動療法の統一プロトコル：臨床試験の拡張による包括的検証

本研究は、若手研究(A)『感情障害への認知行動療法の統一プロトコルの有効性とその治療機序・神経基盤(25705018)』で実施してきた大規模なランダム化比較試験に附属する研究を拡張させた研究である。第一の目的はうつ病と不安症に対する診断横断的な認知行動療法の統一プロトコル(UP)の有効性を検証することである。また、UPの治療機序、神経基盤、長期的効果の検討も目的としている。本体の臨床試験は、平成30年度までで目標症例数104例の登録を達成し、累計で186件の脳画像撮像を終えた。目標症例数の達成以降は、神経基盤の解明のために、ランダム割付を行わないかたちで撮像とUP実施を進めた。また、データモニタリングを行い、データ管理の品質状況を確認し、データの固定を進めた。これまでの長期間に及ぶ臨床試験での運用経験のうち、臨床試験コーディネート体制の整備や運用、マスキング維持の手法、独立評価者による面接評価での信頼性確保の取り組み、独立評価者訓練手法の構築と実際についてまとめ、学会発表を行った。当臨床試験のノウハウが今後のさまざまな研究で活用されるよう、コーディネートや独立評価の実際についてはデモンストレーションビデオを作成した。また、UP実施未経験者の訓練手法を検討した。本体となる臨床試験は目標症例数104例の登録を達成した。本研究で構築した試験運用のノウハウを公表できた。次年度は、データ固定を完了させ、解析と論文化を進める。プライマリアウトカム論文の公表後には、順次、治療機序や神経基盤にかかる二次解析を進める予定である。また、これまでの研究参加者を対象に長期的なフォローアップを行う新たな研究のデザインを確定させ、本年度中に倫理委員会の承認を得て開始する予定である。第一の目的はうつ病と不安症に対する診断横断的な認知行動療法の統一プロトコルの有効性を検証することであるが、それだけでなく、その治療機序、神経基盤、長期的効果を検討することを目的としている。本体の臨床試験は、平成29年度までで101例の登録を行うとともに、累計38症例ですべての脳画像撮像を終えた。本研究課題では、これまでの臨床試験を継続させ、目標症例数の最終評価までを行うとともに、附属研究である神経基盤の検討のためのデータ収集を継続する。本年度は、臨床試験の継続に加えて、脳画像のデータ解析により当研究に参加した患者の特徴を整理するとともに、統一プロトコルの介入を受けた症例を長期的に追跡評価するための方法論を検討した。さらに、本研究に基づく、我が国における将来的な臨床展開を見すえて、米国で出版された『Applications of the unified protocol for transdiagnostic treatment of emotional disorders(Barlow & Farchione, 2017)』の翻訳を進めた。なお、原版の実施方法や治療原理とはかけ離れない形で、日本人を対象とした臨床試験の経験から、当研究チームにおいて統一プロトコルのより有効な実施方法を検討し、改良を施してきた。具体的には、感情のARCのワークシートなどを治療原理がより伝わるような形式に変更したが、これらの改良版は、2017年に出版された原版の改訂版において新たに採用されている。当初予定していた臨床試験の組み入れペースを維持できている。また、附属研究である脳画像の撮像を維持するための倫理委員会による審査についても承認が得られ、今後も確実にデータを集積できる体制が整った。引き続き臨床試験と附属研究のための研究の運用を継続する。平成30年度には、長期予後の研究デザインを確定させ、倫理委員会からの承認を得るとともに、Primary Outcome Paperの執筆を開始し、本年度中にPrimary Analysisを終えたドラフトを書き上げることを目標とする。

また、これまでの研究参加者を対象に長期的なフォローアップを行う新たな研究のデザインを確定させ、本年度中に倫理委員会の承認を得て開始する予定である。
中国の1930年代の農家実態調査の資料復元結果と現代の農家標本調査との照合研究

1)ジョン・ロッシング・バックが調査したLand Utilization in Chinaのミクロデータ(中間集計表)が南京農業大学に保存されていることを確認した.2)バック調査資料の保存のため,高橋益代氏の協力を得て,資料の整理を実子した.また南京農業大学の協力を得て,同資料のデジタルカメラによる撮影を実施した.また,データの入力作業を南京で行い,入力した資料は東京に送られて分析された.3)バック調査資料の復元に関する詳細な検討を実施した.具体的には「特別支出」の入力データ(農家別)とLand Utilization in Chinaに記載されている値(各県集計値)の比較を行してデータのチェックを行う手法を考案し,実際に修正を行った。例えば,入力ミスを発見・修正するとともに,Land Utilization in Chinaに記載されている値にも誤りを発見し,修正を行った.また貨幣単位が元と吊の二種類あったが,両者の交換比率を推定する手法を考案し,実際に推定を行った.4)南京農業大学共同でバック及びバック調査資料に関係する多方面の検討作業を実施した。具体的には「南京農業大学とバック」,「バック調査資料の信頼性」,「1930年代以来の中国農業経済の変化」の各テーマについて調査・検討を行い,報告書を作成した.5)平成15年度より,毎年中国(南京)及び日本(東京)において研究集会を開催し,バック調査資料の歴史的な資料の価値についての啓蒙活動を行った.1)ジョン・ロッシング・バックが調査したLand Utilization in Chinaのミクロデータ(中間集計表)が南京農業大学に保存されていることを確認した.2)バック調査資料の保存のため,高橋益代氏の協力を得て,資料の整理を実子した.また南京農業大学の協力を得て,同資料のデジタルカメラによる撮影を実施した.また,データの入力作業を南京で行い,入力した資料は東京に送られて分析された.3)バック調査資料の復元に関する詳細な検討を実施した.具体的には「特別支出」の入力データ(農家別)とLand Utilization in Chinaに記載されている値(各県集計値)の比較を行してデータのチェックを行う手法を考案し,実際に修正を行った。具体的には「南京農業大学とバック」,「バック調査資料の信頼性」,「1930年代以来の中国農業経済の変化」の各テーマについて調査・検討を行い,報告書を作成した.5)平成15年度より,毎年中国(南京)及び日本(東京)において研究集会を開催し,バック調査資料の歴史的な資料の価値についての啓蒙活動を行った.1)中国及び日本においてこれまでの準備研究の成果確認の為の研究集会を開催した(中国開催平成15年10月,日本開催11月).日中双方で開催するのは,経費節約の為,両国の大学院生等の研究支援者がそれぞれの国で参加し,研究代表者及び研究分担者のみが双方の研究集会に参加するためであった.これらの研究集会によってバック資料の中でも「特別支出」(Special Expenditures)を当面の研究対象に選択すること,さらにこれを代理(proxy)として用いて1930年代の中国農村の所得分布を推計するという見通しが開かれた.これに基づいて平成16年に東京・六本木の国際文化会館で開催された国際コンファレンスにおいては,バックの公表資料を用いて「特別支出」(Special Expenditures)を用いて1930年代の中国農村の所得分布の試算結果を発表した.2)バックの調査結果は膨大な資料集として1937年に刊行されてきたが,その特異な指数のためほとんど活用されてこなかった.今回は農家部分について約70%の個別農家情報が復元されると予想される.これはミクロデータとしての利用を可能にするものであり,世界的に反饗を呼ぶ実証研究が可能になると想定されてきた.南京において,南京農業大学のチームの協力を得て残存資料の撮影を行い,撮影資料を判読し,計算機入力のための前準備作業を行ってきた.その結果,読み取り可能な撮影手法等の技術的問題点は克服された.次年度はいよいよ「特別支出」(Special Expenditures)に関する全ワークシートの撮影,読み取り,データ入力を行い,不平等尺度としてジニ係数を計算し,ローレンツ曲線を描く.本研究プロジェクトでは中国の南京農業大学に保存されていたバック(J.L.Buck)の有名な中国土地利用調査(1929年から1933年の38256農家世帯の経済調査)の中間集計表からミクロデータの再現作業を行ってきた.本年度は保存されていた資料のうち,保存状態が相対的に良好であることが過去の研究で明らかであった「特別支出」(Special Expenditures)に関連するデータの入力,整理,分析を行った.入力作業は南京農業大学の教員,大学院生の協力によって行われた.なお,ちなみに「特別支出」とは結婚,葬式,子供の誕生などの出来事に対する支出を指す.この特別支出のデータを所得の代理変数(proxy)とみて,1930年代の中国の所得分布を再現しようとする試算を行った.

具体的には,各県のミクロデータ(各県あたりおよそ100世帯)についてジニ係数,タイル尺度などを計算し,それら不平等尺度の分布を計算した.試算結果は2004年10月に南京農業大学で開催された創立90周年記念式典,2005年3月に東京国際大学で開催された「第二回国際所得分布統計コンファレンス」で発表され,国際的な関心を喚起した.なお,2005年4月にはオーストラリアのシドニーで開催される国際統計学会(International Statistical Institute : ISI)においても発表される予定である.次年度は,地域間の欠損世帯の補完および貨幣価値の補正を行った上で特別支出を代理変数とした不平等尺度の計算を完成させるとともに,耕地生産性の計算に入る予定である.1)バック調査資料の復元に関する詳細な検討を実施した.具体的には「特別支出」の入力データ(農家別)とLand Utilization in Chinaに記載されている値(各県集計値)の比較を行してデータのチェックを行う手法を考案し,実際に修正を行った.例えば,入力ミスを発見・修正するとともに,Land Utilization in Chinaに記載されている値にも誤りを発見し,修正を行った.また貨幣単位が元と吊の二種類あったが,両者の交換比率を推定する手法を考案し,実際に推定を行った.2)南京農業大学共同でバック及びバック調査資料に関係する多方面の検討作業を実施した.具体的には「南京農業大学とバック」,「バック調査資料の信頼性」,「1930年代以来の中国農業経済の変化」の各テーマについて調査・検討を行い,報告書を作成した.3)バック資料の写真撮影に関しては,これまでの手法が非効率的であるという反省から,手法の検討をしてきたが,やはり中国における専門家による撮影が効率的であるという認識から,その準備を進めてきた.4)平成17年度に引き続き中国及び日本においてこれまでの準備研究の成果確認の為の研究集会を平成19年3月13日に東京国際大学(埼玉県川越市)にて開催した.研究集会では東京国際大学大学院英語コース(UNSIAP出身者)も参加し,英語で活発な討論が行われた.
がん関連遺伝子産物のSUMO化機構とその機能の解析

トポイソメラーゼI(Topo I)のカンプトテシン(CPT)によるSUMO化、引き続き起こる局在変化に対する核小体SUMOプロテアーゼSMT3IP1,3の関与を検討した。培養細胞へTopo Iと各種SUMOプロテアーゼを過剰発現させ、CPTによるTopo IのSUMO化と細胞内局在変化を調べた。その結果、SMT3IP1,3ともにSUMO化を抑制せず、局在にも影響を与えなかった。一方、他のSUMOプロテアーゼであるSENP1,SMT3IP2,SENP2によってSUMO化は抑制されたが、CPTによる核全体への移行には影響は見られなかった。以上の結果はTopoIのSUMO化は核小体からの移行に必須であるが、移行後、核全体に局在するのには重要ではないと考えられた。次にp53の持つ転写活性能へSUMO化が与える影響を検討した。H1299細胞またはHeLa細胞へp53の標的遺伝子であるp21認識配列を組み入れたレポータープラスミド、p53発現プラスミドをトランスフェクションし、レポーターアッセイを行った。その結果、SUMO化部位変異体K386Rは野生型よりも26倍高い転写活性能を示した。さらに野生型とともに各種SUMOプロテアーゼを共発現させたところSENP1,SENP2により転写活性の上昇がみられた。一方、p53のSUMO化を促進するSUMO E3リガーゼであるPIAS1をp53と共発現させると、p53の転写活性能は上昇した。しかし、K386Rにおいても野生型と同様にPIAS1による活性化が見られたため、PIAS1による活性化はp53のSUMO化を介したものではないと推測された。p53の転写活性能の制御においてPIAS1はSUMOE3リガーゼ活性を介したSUMO化促進による抑制作用と、p53自身のSUMO化とは無関係な促進作用の相反する二つの作用を示すと考えられた。
mTORC1を標的とした変形性関節症治療薬の開発

Mechanistic target of Rapamycin Complex (mTORC)1抑制剤の軟骨変性抑制効果及び変形性関節症(OA)進行抑制効果について比較検討を行う。(1)国内で臨床使用されている、mTORC1抑制剤のラパマイシン、テムシロリムスを用いてin vitroで薬剤効果について調べる。培養軟骨細胞においてIL-1βを投与下に各薬剤を投与し、OA様変化抑制効果及を評価する。(2)次にマウスでOAモデルを作成し、薬剤の関節内投与を行い、OA進行抑制効果についてin vivo調べる。また、軟骨特異的にmTOR活性化マウスと老化したマウスでのOA進行抑制効果について調べる。
強磁性FePtナノ微粒子を用いたスピンデバイスの開発

本研究では、シリコンに高電場を印加した時に生じる空間電荷効果に注目し半導体における磁気抵抗効果を検証した。実験方法としては、キャリア密度の低いシリコンを用いて「金属/シリコン/金属」構造を持つデバイスを作製し、磁気伝導特性を測定した。空間電荷効果とは、半導体のような自由に動ける電子が少ない物質に大量の電子が注入された場合、内部に一様でない電場が生じ、電子が互いにクーロン斥力を及ぼしあって伝導するようになる現象である。空間電荷効果では、通常のオームの法則とは異なる電気伝導現象が起こり、電流が電圧の二乗に比例する。これをモットーガーネーの法則という。このような状況下においては、シリコンの電気抵抗が磁場によって大きく増大することを発見した。例えば、磁場3テスラにおけるシリコンの抵抗は、磁場が無い状態に比べて、25ケルビンにおいて約100倍、室温においても約10倍以上になる。しかも、その磁気抵抗は印加磁場に対して線形的な依存性を示す。つまり、磁気抵抗は高磁場領域において飽和しない。さらに、この研究では、観測された大きな磁気抵抗効果は、空間電荷効果をもたらす準中性の破れによって説明できることを提唱した。この場合、シリコンに注入された電子を補償するのに十分な量の伝導電子が存在しないため、注入電子が蓄積する。その結果、シリコン中のキャリア密度と電場に不均一性が導入される。この伝導領域において、電子の運動は互いに相関するようになり、磁場に依存するようになる。この場合、磁場によるローレンツカが電子の軌道に大きく影響を与えるため、これによって生じるホール電場は自由電子モデルが記述するホール電場と異なる。このように、本研究では、空間電荷効果によって誘起される大きな磁気抵抗効果を検証することにより、半導体において生じる大きな磁気抵抗効果に新しい伝導メカニズムが導入された。そのため、この実験研究は、基礎研究として非常に重要であり高く評価される。本研究では、新しい磁気抵抗素子の開発のために、強磁性鉄白金(FePt)ナノ粒子を使用したデバイスを用いて研究を行い、100万%になる大きな磁気抵抗効果を発見した。しかしながら、意外なことに、観測された磁気抵抗効果はナノ粒子ではなく、基板として用いたシリコンが関わった電気伝導に由来することがわかってきた。この新しい磁気抵抗効果の起源とメカニズムを解明するために、実験研究を進めてきた。シリコンデバイスは「金属(インジウム・金など/シリコン/金属」からできている。シリコンにおける大きな磁気抵抗効果は、低温において観測し、バイアス電圧・印加磁場・温度に大きく依存することがわかった。その中では、低温におけるシリコンの電流-電圧特性(I-V)の磁場依存性に注目し、研究を進めてきた。さらに、シリコンの特性であるキャリア密度・抵抗率・移動度と磁気抵抗効果との関係を検討するためにその温度依存性測定も行ってきた。I-V特性の磁場依存性から、電流がバイアス電圧の二乗に比例するときのみ磁気抵抗効果が増加することがわかった。すなわち、電気伝導はMott-Gurneyの法則に従う場合のみ、磁気抵抗効果が大きくなることがわかった。このMott-Gurneyの法則は空間電荷制限伝導効果によるもので、固体のキャリア密度が非常に低い場合のみ起こる現象である。したがって、その大きな磁気抵抗効果は空間電荷制限伝導効果による現象であることが考えられる。さらに、金属とシリコンの組み合わせによって、その磁気抵抗効果はさらに増加することがわかってきた。この結果によって、その磁気抵抗効果の増加は、シリコン-金属界面の特徴な電子構造に由来する新しい磁気抵抗効果である可能性が高いと考えられる。現在、その大きな磁気抵抗効果は低温においてのみ観測可能である。本研究は、「強磁性ナノ微粒子を用いたスピンデバイスの開発」という研究課題から始まって「シリコンにおける巨大磁気抵抗効果」に発展した。磁気抵抗(MR)効果とは物質の電気抵抗が磁場によって変化する現象のことである。一般の物質ではその変化率が大きくても数%であり、磁性体を含まない半導体では、MR効果がほとんどない。本研究では、非磁性シリコンに強い電場を印加し、空間電荷(SC)効果という状態を作り出す。SC効果とは半導体のような自由に動ける電子が少ない物質に大電流を流した場合、内部に一様でない電場が生じ、電子が互いにクーロン斥力を及ぼしあって伝導するようになる現象のことを指す。このような状況の下では、シリコンの電気抵抗が磁場によって大きく増大する。例えば、3テスラにおけるシリコンの抵抗は磁場がない状態に比べ、25ケルビンで約100倍、室温でも10倍以上になる。この現象は、SC効果による電子濃度と電場の不均一性によって、磁場が電子の軌道に大きな影響を与えることが明らかになった。シリコンは、現代の半導体産業の中核を担う物質であり、過去50年以上にもわたって最もよく研究されてきた物質の一つであるが、このような磁気抵抗効果は本研究によって初めて明らかとなったものである。特に、室温においてもこの効果が顕著に生じることは、半導体の主役であるシリコンに注目すべき新機能が付与されたものといえ、実用面においても大きなインパクトが期待される。この成果は、英国科学雑誌Nature誌に2009年2月26日に掲載された。

空間電荷効果とは、半導体のような自由に動ける電子が少ない物質に大量の電子が注入された場合、内部に一様でない電場が生じ、電子が互いにクーロン斥力を及ぼしあって伝導するようになる現象である。空間電荷効果では、通常のオームの法則とは異なる電気伝導現象が起こり、電流が電圧の二乗に比例する。これをモットーガーネーの法則という。このような状況下においては、シリコンの電気抵抗が磁場によって大きく増大することを発見した。例えば、磁場3テスラにおけるシリコンの抵抗は、磁場が無い状態に比べて、25ケルビンにおいて約100倍、室温においても約10倍以上になる。しかも、その磁気抵抗は印加磁場に対して線形的な依存性を示す。つまり、磁気抵抗は高磁場領域において飽和しない。さらに、この研究では、観測された大きな磁気抵抗効果は、空間電荷効果をもたらす準中性の破れによって説明できることを提唱した。この場合、シリコンに注入された電子を補償するのに十分な量の伝導電子が存在しないため、注入電子が蓄積する。その結果、シリコン中のキャリア密度と電場に不均一性が導入される。この伝導領域において、電子の運動は互いに相関するようになり、磁場に依存するようになる。この場合、磁場によるローレンツカが電子の軌道に大きく影響を与えるため、これによって生じるホール電場は自由電子モデルが記述するホール電場と異なる。このように、本研究では、空間電荷効果によって誘起される大きな磁気抵抗効果を検証することにより、半導体において生じる大きな磁気抵抗効果に新しい伝導メカニズムが導入された。そのため、この実験研究は、基礎研究として非常に重要であり高く評価される。
測位衛星全電子数観測による早期津波予測システム

本年度では、本研究の早期津波予測技術の実用化に向けた検討を行った。その成果は宇宙利用アイディアコンテストなどで示した。次に、物理機構の解明を目指す観測環境を整えた。1つ目は、津波によって励起されたインフラソニック波を検知するための微気圧観測、次は、電離圏D領域変動をモニターするための、雷放電波形観測の安定化および増強を行なっている。次に、かねてより研究を深めているE領域の変動については、津波起源電離圏E領域変動以外の変動(津波ダイナモおよび磁気嵐による変動)を分離すべく、津波ダイナモおよび磁気嵐による地磁気変動を専門とする研究者の力を借りて津波起源電離圏E領域変動を明瞭に示すことができた。これらの成果は、以前から査読者等から改善を指摘されていたものであり、この部分においては大きな進展ができた。この成果は、新しい現象の発見のみならず、津波電離圏ホールのプラズマダイナミクスの理解に貢献している。また、実用化に必要とされる津波電離圏ホールのシミュレーションコード作成においては、完成にはもう少し時間がかかると見られる。まだ受理まで至っていない地震起源沿磁力線電流論文の修正を行った。D領域における津波起源電離圏変動を大気光観測で行うため、山岳において試験観測を行い、機器の動作確認を行った。F領域より高高度での津波電離圏ホールの理解のために衛星データを用いて統計解析するプログラムコード作成を行った。津波電離圏ホールの理解には岩石圏(海洋)、大気圏、電離圏の幅広い領域の物理の理解が必要である。そのため、各圏の学問領域のかねてからの知見を活かすためには、各分野の専門家の協力を得ながら進む必要があり、進展には時間がかかる。しかし、少しずつであるが課題は解決され、研究題目に示されるような早期津波予測の実用化には着実に向かっている。次年度は、シミュレーションの完成を目指し、二次元的な初期津波高と、津波電離圏ホールの関係を定量的にシミュレーションでも示せるようにする。また、観測においては、本科研費の課題期間以後も成果がでるように、安定した電離圏観測システムを構築する。特に、大気光による電離圏変動モニターのシステムを離島に設置する。また、電離圏E領域における津波起源電離圏変動の論文の受理を目指す。大津波発生時には、超低周波の音波が励起され、高度100 kmの電離圏E領域まで約6分で伝わり、TECデータに顕著に変動が現れる高度250 kmのF領域まで約9分で到達する。電離圏のプラズマを含む大気密度は低いことから到達音波の振幅はF領域では大きく増幅される。音波の谷となる位相時には高度が低い領域まで波の振動が戻るため、高い高度に含まれている電子は低い高度まで輸送され、プラズマが再結合時に、電子が消失する。電子の復元には時間がかかることから、電離圏電子の消失は1時間にもおよぶことがある。この現象を津波電離圏ホールと呼び津波の直上の電離圏で発生する。津波電離圏ホールにおける電子の消失量と初期津波高には物理的考察の観点から単調増加の関係が見られると考えられるため、最大TEC変動量から初期津波高を見積もれると推察される。本研究ではこの性質を利用し国土地理院が全国で受信しているGPSデータの一部を活用して早期津波予測リアルタイムシステムの開発および津波電離圏ホールのダイナミクスを詳細に明らかにする。本研究のリアルタイムデータについては情報通信研究機構(NICT)が運営するNICTサイエンスクラウド上で提供されているGEONETリアルタイムGPS全電子数データを利用した。前年度の成果である津波電離圏ホール規模と初期津波高さとの相関式を用いて、リアルタイムで津波電離圏ホールによる二次元全電子数変動量から二次元初期津波高を算出するアルゴリズムを構築した。津波電離圏ホールのダイナミクスの詳細な理解のために、雷放電起原の電波観測による下部電離圏モニターと微気圧計の観測を開始・維持を行った。これらは今後発生すると思われる津波電離圏ホールの検知のためのものである。計画全体としては概ね順調に進展している。特に、リアルタイム早期津波予測のアルゴリズムおよびシステムは原始的なものであるが完成し、早く進展した。その反対に、当初予定していた、津波電離圏ホールのE領域におけるダイナミクスの成果については、学術論文は投稿しているものの、出版には至っていない。また、津波電離圏ホールのシミュレーションも開発途中である。下部電離圏変動観測と微気圧計観測については順調に進展している。

まだ受理まで至っていない地震起源沿磁力線電流論文の修正を行った。D領域における津波起源電離圏変動を大気光観測で行うため、山岳において試験観測を行い、機器の動作確認を行った。F領域より高高度での津波電離圏ホールの理解のために衛星データを用いて統計解析するプログラムコード作成を行った。津波電離圏ホールの理解には岩石圏(海洋)、大気圏、電離圏の幅広い領域の物理の理解が必要である。そのため、各圏の学問領域のかねてからの知見を活かすためには、各分野の専門家の協力を得ながら進む必要があり、進展には時間がかかる。しかし、少しずつであるが課題は解決され、研究題目に示されるような早期津波予測の実用化には着実に向かっている。予定より遅れている津波電離圏ホールのE領域におけるダイナミクスの論文の受理を優先に行う予定である。また、シミュレーションも、コード上可動しない部分のデバッグ作業を行う。一方、進展が早く進んでいるものについては、優先度を下げる。次年度は、シミュレーションの完成を目指し、二次元的な初期津波高と、津波電離圏ホールの関係を定量的にシミュレーションでも示せるようにする。また、観測においては、本科研費の課題期間以後も成果がでるように、安定した電離圏観測システムを構築する。特に、大気光による電離圏変動モニターのシステムを離島に設置する。また、電離圏E領域における津波起源電離圏変動の論文の受理を目指す。
「エイズの偏見と差別」の低減に及ぼす少数派の影響についての実験社会心理学的検討

【文献的研究】MoscoviciおよびMugnyを中心とする少数派影響研究の文献レビュー、エイズに対する偏見を扱った態度研究の文献レビューを行い、先行研究の問題点を整理した。また現実社会における少数派グループがエイズ問題に対してどのようなアクションを行っているかに関しても文献調査を行った。【調査的研究】エイズに対する態度構造を検討するため、2つの社会調査を実施した。(1)質的調査に準拠する形でリカート型の態度尺度を作成し、態度構造に検討を加えたところ、エイズに対する態度が「患者に対する支持的・援助的態度」「患者に対する忌避的態度」「エイズ全般の偏見的態度」の3因子構造をもつこと明らかにされた。(2)前述のリカート型態度尺度と、自由記述法で測定された態度および投影的方法であるケース・ビネット法で測定された態度の関連性を検討したところ、リカート型態度尺度はエイズの多面的な態度を網羅的に捕捉しうる尺度であることが確認された。【実験研究】少数派がエイズに対する態度にどのような影響を及ぼすかを検討するため、2つの実験室実験と1つの再分析を実績した。その結果、(1)少数派が被験者の態度と一致した順態度的少数派である場合は、柔軟よりもむしろ頑強な交渉様式をとる少数派の方が影響力が強いことを確認した。この結果は、諸外国の少数派影響研究では見出されなかった新たな知見である。(2)少数派の交渉様式の柔軟-頑強の要素を「意見の極端さ」と「発言様式」の直交する2要因に分離して実験的検討を行った結果から、「意見の極端さ」よりも「発言様式」の要因の方が影響力の規定因となっていること、さらに「発言様式」の頑強な少数派が特に影響力が強いことを確認した。(3)少数派影響の認知的媒介過程については、思考リスト法を用いた実験により検討を加えた。
グラフ描画アルゴリズムを用いた情報表示

情報表示の手段としてグラフ描画アルゴリズムをより有効なものにするため,以下のアルゴリズムの開発を行った.(1)グラフの直線描画が与えられたときに,頂点の位置関係を概ね保存した直交描画を求めるアルゴリズム,(2)グラフの直線描画の質を改善するアルゴリズム,(3)階層描画における頂点座標決定アルゴリズム及びダミー頂点共有化アルゴリズム,(4)非連結グラフに対する力指向描画アルゴリズム,(5)頂点を軸平行長方形で表す場合のグラフ描画アルゴリズム.情報表示の手段としてグラフ描画アルゴリズムをより有効なものにするため,以下のアルゴリズムの開発を行った.(1)グラフの直線描画が与えられたときに,頂点の位置関係を概ね保存した直交描画を求めるアルゴリズム,(2)グラフの直線描画の質を改善するアルゴリズム,(3)階層描画における頂点座標決定アルゴリズム及びダミー頂点共有化アルゴリズム,(4)非連結グラフに対する力指向描画アルゴリズム,(5)頂点を軸平行長方形で表す場合のグラフ描画アルゴリズム.本研究は,情報表示の手段としてのグラフ描画アルゴリズムの有効性を向上させるため,以下の三つの課題に対して有効なアルゴリズムを開発することを目的としている.課題A:頂点の大まかな位置が指定されたグラフの描画アルゴリズムの設計課題B:非連結グラフの描画アルゴリズムの設計課題C:頂点の形状とサイズが指定されたときのグラフ描画アルゴリズムの設計平成21年度に得た主な成果は以下のとおりである.1.課題Aに関して,本研究者のグループは,グラフの直線描画が与えられたとき,それにおける頂点の相対的位置関係を保存した直交描画を作成する方法を開発中であったが,本年度は,この方法のいくつかの部分の処理の簡単化を行い,さらに,描画中の道の形状を単純化するための新しい処理を加えた.そして,本アルゴリズムが比較的小規模なデフォルメ路線図の作成に応用できることを計算機実験により示した.2.課題Bに対する第一段階として,力指向アプローチによる描画アルゴリズムを設計した.提案手法は,与えられたグラフの各連結成分の描画を求めた後,それらを平面上に配置するものである.近くにある連結成分の描画間の距離がなるべく一定になるような工夫をしており,連結成分の個数が比較的少ない場合には,描画面積の小さい良好な描画が得られることを実験により確認した.3.各頂点を小さな軸平行長方形としたときの課題Cに対する解法の基礎として,グラフ描画に対する新しい頂点ラベル配置法を開発した.これは,頂点を点で表した描面と,各頂点に対するラベルサイズが与えられたときに,頂点とラベルの重なりを許しながらできるだけ多くのラベルを配置しようとするものである.本研究は,情報表示の手段としてのグラフ描画アルゴリズムの有効性を向上させるため,以下の三つの課題に対して有効なアルゴリズムを開発することを目的としている課題A:頂点の大まかな位置が指定されたグラフの描画アルゴリズムの設計課題B:非連結グラフの描画アルゴリズムの設計課題C:頂点の形状とサイズが指定されたときのグラフ描画アルゴリズムの設計平成22年度に得た主な成果は以下のとおりである1.有向グラフの描画形態として,階層描画がよく用いられる.そこで,課題Aに関する一研究として,グラフの頂点が階層に分割されており,各階層上の頂点の配置順序が指定されている場合について,頂点の座標を決定する新しいアルゴリズムを提案した.提案法は,グラフの各階層を順に見ていき,それぞれの頂点の配置を動的計画法により決定するものである2.課題Bに対しては,平成21年度に開発した力指向アプローチによる描面アルゴリズムの改良を行った.提案法は,与えられたグラフの各連結成分の描画を求めた後,それらを平面上に配置するものであるが,連結成分の個数が多い場合でも,描画面積が不必要に大きくならないような工夫をしている3.課題Cの準備として,平成21年度に,グラフ描画に対する新しい頂点ラベル配置法を開発した.これは,頂点を点で表した描画と,各頂点に対するラベルサイズが与えられたときに,頂点とラベルの重なりを許しながらできるだけ多くのラベルを配置しようとするものであった.平成22年度は,その方法を発展させることにより,各頂点を比較的小さなサイズの軸平行長方形で表すようなグラフ描画アルゴリズムを開発した本研究の目的は,情報表示の手段としてのグラフ描画アルゴリズムの有効性を向上させるため,以下の三つの課題に対して有効なアルゴリズムを開発することである.課題A:頂点の大まかな位置が指定されたグラフの描画アルゴリズムの設計課題B:非連結グラフの描画アルゴリズムの設計課題C:頂点の形状とサイズが指定されたときのグラフ描画アルゴリズムの設計課題B,Cについては平成22年度までに一応の成果が得られていたため,平成23年度は課題Aに重点を置いて研究を行った.平成23年度に得た主な成果は以下のとおりである.1.有向グラフの描画形態として,階層描画が広く用いられている.そこで,平成22年度に,課題Aに関する一研究として,グラフの頂点が階層に分割されており,各階層上の頂点の配置順序が指定されている場合について,頂点の座標を決定する新しい方法を設計した.この方法は,各頂点を点で表し,各辺を直線で描く場合のものであった.平成23年度には,このアルゴリズムをもとにして,各辺を垂直・水平線分からなる折れ線で描き,異なる辺による線分の共有を許す場合についての頂点座標決定法を開発した.また,課題A,Cの両方に関わる結果として,各頂点を軸平行長方形で表し,各辺を直線で描く場合の頂点座標決定法も作成した.2.階層描画を行う際に作成されるダミー頂点の個数を大幅に削減し,簡潔な描画を得るための一手段として,ダミー頂点の共有化と呼ぶ処理を考えた.

この処理を行ってダミー頂点の個数を最小にする問題,及びグラフの辺数を最小にする問題がいずれもNP困難であることを示すと共に,これらの問題に対する発見的手法を提案した.3.無向グラフの描画が与えられたときに,そこにおける頂点の位置関係を概ね保存しながら描画の質を向上させるアルゴリズムを開発し,手描き描画を用いた計算機実験により有効性を示した.
遷移金属錯体の中間体制御によるC-H結合活性化を基盤とした新規反応の開発と展開

ロジウム錯体による分子間ヒドロアシル化反応を不斉反応に展開することを目指し、キラルなロジウム錯体を用い、サリチルアルデヒドと1,5-ヘキサジエンとの反応を検討した。種々の配位子、添加剤を用いて、反応を検討した結果、配位子として(S)-BINAP、添加剤として臭化亜鉛を用い、50°Cにて反応を行ったところ、収率86%(iso : normal = 1 : 1)で、イソ体を84%eeで得ることができた。ロジウム錯体による分子間ヒドロアシル化反応において、ロジウム錯体の種類、添加剤、溶媒の効果とオレフィンの一般性について研究を行った。ロジウム錯体を用いて、酢酸ナトリウム存在下、サリチルアルデヒドと1,5-ヘキサジエンをジクロロエタン中、加熱という条件で反応したところ、室温で行った場合より、収率の向上(50%→98%)、反応時間の短縮(72時間→1時間)、位置選択性の向上(iso:normal=4:1→10:1)がみられた。加熱条件として、オイルバスによる加熱方法のかわりに、マイクロウエーブ反応装置を用いた加熱方法で行ったところ、位置選択性は変化せず(iso:normal=10:1)、反応時間が短縮(1時間→20分)した。しかし、残念ながら、ロジウム錯体、酢酸ナトリウム存在下、ベンズアルデヒドと1,5-ヘキサジエンをジクロロエタン中、加熱という条件で反応を行ったが、反応は進行しなかった。溶媒としてクロロホルム、ニトロメタンなどを用いて同様の検討を行ったが、ジクロロエタンのような効果的な溶媒は見つかっていない。酢酸ナトリウムの代わりに、Z_n(OTf)_2(反応加速の予備的知見あり)を用いたが、残念ながら反応は進行しなかった。また、ヒドロアシル化体(iso:normal=4:1)をロジウム錯体、酢酸ナトリウム存在下、ジクロロエタン中、加熱という条件で反応を行ったが、原料回収(iso:normal=4:1)に終わった。ロジウム錯体による分子間ヒドロアシル化反応を不斉反応に展開することを目指し、キラルなロジウム錯体を用い、反応を検討した。はじめに、ロジウム錯体として[RhCl(C_8H_<14>)_2]_2、配位子として(S)-BINAPを用い、サリチルアルデヒドと1, 5-ヘキサジエンとの反応を検討した。室温条件では、低収率であった(120時間、収率4%)。添加剤、反応条件などを検討することにより、添加剤として、亜鉛トリフレートを0.2等量用い、50°Cにて反応を行うと、48時間で収率85%(iso : normal=3:1)で、ヒドロアシル化体を得ることができた。生成したイソ体をHPLCにて、エナンチオマー過剰率を決定した(68%ee)。更なるeeの向上を目指し、配位子、添加剤の検討を行った。配位子の検討として、(5)-BINAP以外に、(5)-To1-BINAP、(R, R)-Me-BPE、(R, R)-MeDUPHOS、(R, R)-DIOP、(S)-(R)-PPFAを試したが、(S)-BINAPが最も良好な結果を示した。添加剤の検討の結果、亜鉛トリフレート以外に、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛などの、亜鉛類が反応加速効果を示すことが分かった。そのなかでも、臭化亜鉛が収率、eeともに最も良い結果を示した。これらの条件(配位子として(S)-BINAP、添加剤として臭化亜鉛)を用い、サリチルアルデヒドと1, 5-ヘキサジエンとの反応を50°Cにて検討すると、収率86%(iso : normal=1:1)で、イソ体を84%eeで得ることができた。ロジウム錯体による分子間ヒドロアシル化反応において、ニトリルを添加すると従来反応しなかったモノオレフィンでも反応が進行することを見いだしている。今回は、ニトリル以外の添加剤による反応への影響を検討した。はじめに、ニトリルと同様の効果が他の官能基でも可能かどうか検討した。ニトリル以外の添加剤として、アルコール、エステル、エーテルなどの官能基を検討したが、残念ながら、いずれも反応は進行しなかった。次に、適応範囲の拡大を目的として、種々のアルケンを検討した。キレーション可能な基質として、エンインを用いて反応を検討した。ロジウム錯体としてWilkinson錯体を0.2等量、酢酸ナトリウム0.2等量、ジクロロメタン中室温の条件で、アルキン末端をシリル基で保護したヘキ-1-エン-5-イン誘導体を用いて反応を行うと、選択的にアルキン側で反応したヒドロアシル化体を定量的に与えた。キレーションの効果を調べるために、エンインのアルケンがアルカンになったヘキシン誘導体、および、1,6-ジエンタイプのヘプ-1-エン-6-イン誘導体でも同条件下、反応を検討したが、残念ながら、いずれも反応は進行しなかった。

これらの結果から、本反応におけるキレーション効果は、ジエンと同様に、1,5-エンインタイプではキレーション効果が高いが、1,6-エンインタイプでは、キレーション効果が低いことがわかった。しかし、興味深いことに、4位に置換基を有する1,6-エンインを用い、ロジウム錯体としてWilkinson錯体を0.4等量、酢酸ナトリウム0.4等量、ジクロロメタン中室温の条件で反応を行うと、良好に反応が進行することがわかった。
異常堆積構造からみた過去の内陸地震による強震動発生期とその予測に関する研究

この研究は、内湾、汽水湖堆積物中に記録されている地震による異常堆積構造を検出し、放射性炭素年代測定法に基づいてその発生年代を特定することによって長周期性巨大地震の発生間隔を推定し、その予測に役立てようとするものである。調査地は、地震多発地である山形県庄内平野の酒田逆断層群に近い酒田市富士見町2丁目酒田市立富士見小学校敷地内において深度85mに達するボ-リング掘削調査を実施した。ボ-リングはオ-ルコアリング方式でトリプルサンプラ-による不攪乱試料の採取を行った。1992年1月に調査(掘削調査)を開始したため、多くの試料はコアチュ-ブ内に収納された状態で、後半の研究段階である堆積構造の観察と放射性炭素法による年代測定は今後早急に実施する運びである。ボ-リング掘削時における堆積物の層相観察によれば、深度10mまでは泥炭質堆積物、深度41.5mまでは砂、砂〓、粘土の〓層で層相は頻繁に変化する。この2層からは海生化石群は全く認められず、微化石群集の観察によっても淡水生珪藻遺骸群より構成されていて、これらは淡水域に堆積したことを示している。わが国の完新世汽水湖中でこのような40mを超す淡水成層の形成されているのは極めて珍しい現象であり、これは、庄内平野が東西方向の圧縮応力により、沈降運動を続けた結果である。今後年代測定を行い、この地域における地震発生に深くかかわる地盤沈降速度が明らかになれば、地震発生機構を考察する重要な鍵になる。41.5m67mは沿岸生の貝化石を包含する海成層であり、それ以深85mまでは砂〓層から成っている。この深成層の基底深度67mは同時代の東京湾と大阪湾は、ともに40m前後であることをみれば、異常な深度であり、地震性地盤運動によりものであり、こうした情報は内陸地震の長期予測に貴重な事実を今後提供できるものと期待している。
凝固組織制御による圧延ロール用高クロム鋳鉄の耐摩耗性・靭性の改善

これまで高クロム鋳鉄について、機械的性質、摩耗特性、凝固組織におよぼす炭素、クロム、シリコン、モリブデン等の添加量および熱処理の影響を調べてきた。その結果、モリブデンを15%との添加量を増加させることにより、対摩耗性が著しく向上された。これは5%Mo添加では微細なMo2C共晶炭化物が多く析出していた。高クロム鋳鉄の炭化物はγ+M_7C_3炭化物と微細でかつ硬いMo_2C型共晶炭化物が晶出し、モリブデン添加においてこのMo_2C炭化物が耐摩耗性の向上に寄与すると考えられる。摩耗および機械特性の良いCr/C比を6、炭素を3mass%、クロムを20mass%を基本成分として、Mo量を110mass%と変化させた。このときの摩耗特性、機械的性質、凝固挙動、熱処理特性等について調査及び検討した。DTA結果では、冷却にともない最初に凝固開始(初晶γ)の発熱ピークがみられる。続いてγ+M7C3共晶の発熱ピーク、γ+Mo2C共晶の発熱ピークが観察された。液相線温度、γ+M7C3共晶開始温度、Mo_2C共晶温度はMo量の増加によりいったん減少し増加して減少した。7%Moの時最大であった。ビッカース硬度はMo量によってあまり変化していない。引張強度と破壊靭性値はMo添加量の増加によって比例的に減少している。10%Moでは引張強度は200MPa、破壊靭性値は14Mpam_<1/2>となった。冷却速度の速い金型では引張強度は高い値を示し、また破壊靭性値では1%Moにおいて高い値を示したが10%Moではやや低い値を示した。SEMによる摩耗表面観察から次のことがわかる。最初マトリックスのアブレーション摩耗が進行し、その後クロム炭化物に亀裂が生じて欠落し、微細共晶のMo2Cが最後まで残存する様子がわかった。従って、このMo2Cが摩耗特性を向上させているが、総炭化物量が増加すると機械的特性の減少が生じるので、炭化物量としては35%近傍が望ましい。高クロム鋳鉄が耐摩耗性に優れ、鉄鋼圧延ロ-ルとして使われるようになってきた。圧延ロ-ルは耐摩耗性とともに機械的性質、靭性などの強度も要求される。そこで高クロム鋳鉄の基地組織、炭化物の種類、量、形態を定量化し、基地組織の変態挙動に及ぼす合金組成、凝固条件、熱処理条件などの影響を調べた。高クロム鋳鉄は炭素、クロム量の増加により共晶炭化物量が増加する、基地組織と炭化物の種類はCr/C比、不安定化熱処理温度、冷却速度等に依存することが明かとなった。本鋳鉄の摩耗特性をさらに向上させるために、機械特性、摩耗特性等の良いCr/C値を選び、Mo量を110%と変化させた。その結果、凝固組織はγ+M_7C_3型炭化物と微細でかつ硬いMo_2C炭化物が晶出し、Mo添加量の増加に従ってMo_2C炭化物の量が増加し、熱間摩耗特性も向上し摩耗量は90mg31mgと減少した。摩耗試験後のSEMによる組織観察では、モリブデンの多い試料では炭化物が多く、マトリックスのアブレ-

ジョン摩耗が減少し、Mo2C炭化物が残存し、クロム炭化物に亀裂が生じていた。しかし、機械的試験ではモリブデン量の増加に伴って引張強度が減少した。これらの結果より、モリブデンの添加においてこのMo_2C炭化物が耐摩耗性の向上に寄与することが明かとなった。示差熱分析装置、熱膨張計を用いて熱処理過程を調査した。示差熱分析では初晶γとγ+M_7C_3の共晶およびγ+M_2Cの共晶が観察出来た。初晶γは高Moで可なり高い温度で晶出していた。また熱膨張計によりCCT曲線を調査した結果、Ms点が57%Moにて上がり10%Moでは下がった等の結果が得られた。以上より、Mo添加が摩耗性向上に寄与しているが、引張強度の減少など欠点あり、炭化物に注目しこれらの炭化物の種類、析出状態、分布、性質等を今後調査しさらに検討を加える。高クロム鋳鉄は耐磨耗性に優れ鉄鋼圧延ロールとして使用されている。しかし製品の高品質化、大圧下圧延、省エネルギー等の要求により耐摩耗性の向上が重要となっている。そこで、高クロム鋳鉄の機械的性質、耐摩耗を左右する因子の一つであるCr/C比をこれらの特性のよい点で固定して、M_O量を110%と変化させた。Mo量110%の増加によって共晶炭化物質は33%51%と増加した。またM_<O2>C炭化物量においても0.618%と増加した。M_O量の増加にしたがって、摩耗量が90g31gと減少し特性が改善されたのはこの炭化物量の増加に起因することがわかった。しかし、M_O量の増加により引張強度440200MPaの減少、破壊靭性値2812MPa・m^<1/2>の減少が生じた。圧延ロール使用上から総合的に考えると引張強度及び破壊靭性値のあまり減少しないところで摩耗特性の良いところを選び、共晶炭化物量としては35%近傍が望ましい。摩耗試験後のSEMによる摩耗表面観察結果から摩耗進行状態を考えてみると、最初マトリックスのアブレーション摩耗が進行し、その後残存クロム炭火物に亀裂が生じしだいに欠落し、微細共晶M_<O2>C炭火物が最後まで残存する様子がわかった。これより微細共晶M_<O2>C炭化物量が摩耗特性改善に大きく起因していることから考えると、総炭火物量を増加させずにM_<O2>C量を増加させることが特性向上に必要と思われる。従って、Cr/C比とM_O量の関係を再度考慮しなおと、さらに特性の向上が期待出きそうである。
解剖学的アプローチによる高精細・忠実な顔面筋モデルの作成と運動制御

本研究は、人間の表情筋を実態に即して忠実にモデル化することによって得られたダイナミックな特性をルール化し、この新しい表情筋モデルの制御およびそのモデルから得られた知見に基づいてリアリティの高い表情合成の実現を試みる研究である。まず、表情変形ルールを定義するために、作成された表情筋モデルに関して、個々の表情筋を物理シミュレーションする方式を検討した。その方法とは、まず、広がりのある表情筋をバネの集合体であると仮定する。次に、その運動方程式を解くことで、表情筋が収縮する際の速度、加速度を計算して、表情筋の運動を制御するとともに、表情筋の体積保存則や表情筋どおしの衝突の判定および反力の効果も考慮して、実態にできるだけ近い表情筋の運動モデルを構築した。定義によって構築された表情変形ルールの評価として、個々の表情筋を実際に運動させたときに表出される表情の自然さについて主観評価を実施した。また、EMGの測定データとその際の表出表情を記録し、実施に表情筋モデルをEMGで駆動して、合成される表情が観測されたものに近いかどうかを検討した。加えて、音声信号を利用して新たな客観評価手法を提案した。平均的な表情筋に個々の人物の表情筋へのバリエーションの付加を可能とする顔モデリングツールを作成した。これは撮影された正面顔画像に対してこのジェネリックな表情筋モデルをフィッティングさせ、近似的に人物の表情筋モデルを作成できるように配慮した。さらに、実際に表情筋を動かしてみて、合成される表情と本人の表情を比較し、表情筋の強度の典型的な組み合わせを設定することによって、喜怒哀楽や微妙な表情の合成が可能となった。簡単な作業で、標準顔ワイヤフレームで計測された3次元レンジデータにフィッティング可能な顔整合ツールを開発した。また、この整合された個人顔モデルに対し表情合成を行い、音声と同期してリップシンクを実現できる汎用の表情アニメーションツールを開発した。このツールは、音声対話擬人化エージェント作成支援ツールに組み込まれている。この研究によって得られた表情合成アプリケーションの一部を2005年に開催された愛・地球博において実現した。フューチャーキャストシステムとして提案したこのシステムは、観客参加型のエンタテインメントシステムであり、キャストの情報合成手法に今回の表情合成アルゴリズムの一部を反映させた。平成13年度の成果を以下にまとめる。1)表情筋モデルの構築顔面表情筋をスプリングモデルで近似した一般的な顔面筋肉モデルを構築し、表情筋の制御によって、任意の表情を表出できるシステムを開発した。また、任意の顔モデルにこの一般モデルを整合することによって、表情筋モデルのカスタマイズが可能なユーザインタフェースも開発した。このシステムは、CGクリエーターの利用を想定し、Alias/Wavefront社のモデリングツールであるMayaのプラグインとして構築されており、Mayaの基本機能を継承できるため、表情合成時の光源の変更や、影つけ等については、極めてリアルなCG映像作成環境を提供することができるようになった。2)レンジファインダによる表情変形ルールの構築表情筋モデルの評価用データを収集するため、3次元レンジセンサーを用いて、基本表情の3次元幾何形状の計測を行った。またテクスチャを同時に取得し、表情変形時に表出される皺の様子についても観測を行った。さらに、これらの取得したデータに基づいて、FACSにおけるアクションユニットに相当する3次元形状変形を施す顔