hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオマスの全構成成分有効利用を目指した化成品原料への逐次的変換

本研究では、非可食性バイオマスであるリグノセルロース(木質バイオマス)のセルロース・ヘミセルロース・リグニンをすべて有用化学物質に変換する技術開発を行う。木質バイオマスを反応物として担持金属触媒を用い、低い反応温度でセルロース・ヘミセルロースの水素化分解による糖アルコールへの変換、続いて、より高い反応温度でリグニンの分解反応による芳香族化合物への変換を行う。リグニン分解反応後には、担持金属触媒のみを固体として回収し、触媒を再利用する。本研究では、両反応に高い活性を示す新規触媒の開発と全体のプロセス設計を行う。本研究の実現により、木質バイオマスの全成分を効率的に化学品原料へと変換可能となり、炭素循環社会の実現に貢献できる。以下により具体的に説明する。セルロース・ヘミセルロースは、多糖類であり、加水分解(糖化)による糖を経由した有用化学物質への変換反応が可能である。一方、リグニンは芳香族化合物がランダムに重合した高分子であるが、分解による有用化合物製造は現状では非常に難度が高い。本研究では木質バイオマスの成分を分離する前処理過程を省き、固体触媒(担持金属触媒)を用い木質バイオマスを反応物として反応条件を逐次的に変えて変換反応を行い、すべての成分を有用物質へ変換する。セルロース・ヘミセルロースの水素化分解反応により糖アルコール、さらにリグニンの分解反応により芳香族化合物への変換反応を多段階の反応条件で行い、木質バイオマスを有用物質へ変換する触媒反応技術の開発を検討する。さらにリグニン分解反応後には、固体触媒のみを固体として回収し、触媒の再利用を行う。木質バイオマスを反応物として、まず木質バイオマスに含まれるセルロースおよびヘミセルロースを糖アルコールに変換することを検討し、スギに炭素担持白金触媒(Pt/C)と水素を加え、反応温度190 °Cで反応させることにより、ソルビトールやキシリトールなどの糖アルコールに変換可能であることをいままでに明らかにした。固体残渣として、担持金属触媒とリグニンが残存する。その固体残渣(主に担持金属触媒とリグニン)を400 °Cで処理することにより、リグニンの分解反応が進行し、ベンゼン、フェノール、トルエン、エチルベンゼンなどが得られた(ACS Sustainable Chemistry & Engineering, in press.)。2018年度は、リグニンの分解挙動を明らかにするために、リグニンモデル化合物の分解挙動を明らかにした(Waste and Biomass Valorization, in press.)。この結果により超臨界水中で担持金属触媒を用いたリグニンの解重合反応の研究進捗に貢献できた。木質バイオマスそのものを反応物としてセルロース・ヘミセルロースの水素化反応(ステップ1)を行うと、糖アルコールが生成する。そのときリグニンは、ほとんど固体として残存するが、リグニンの部分的な水素化反応が進行していると考えられる。2019年度は、リグニンの詳細な構造解析、結合割合の決定を行い、リグニンの分解反応(ステップ2)における生成物、収率への影響を解明する。ステップ2でリグニンの分解反応を行うと、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、プロピルベンゼンが検出される。その他の生成物として、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー:おおよその分子量が決定可能な装置)を用いて、リグニンの分解物の分子量を測定すると、約300程度(芳香環が3から4個結合した分子)のピークが観測される。本研究では、ステップ2でのリグニン分解物の同定をさらに詳細に行う。一方、ステップ2と同じ条件で(ステップ1を経由しない)木質バイオマスを反応させると、フェノール、クレゾール、エチルフェノールが多く検出される。この結果は、ステップ1による水素化反応により、リグニンのメトキシ基が減少していることを示唆している。NMR等を用いて、生成物を詳細に解析することにより、ステップ1における水素化反応の影響が理解する予定である。

木質バイオマスを反応物として、まず木質バイオマスに含まれるセルロースおよびヘミセルロースを糖アルコールに変換することを検討し、スギに炭素担持白金触媒(Pt/C)と水素を加え、反応温度190 °Cで反応させることにより、ソルビトールやキシリトールなどの糖アルコールに変換可能であることをいままでに明らかにしている。固体残渣として、担持金属触媒とリグニンが残存する。その固体残渣(主に担持金属触媒とリグニン)を400 °Cで処理することにより、リグニンの分解反応が進行し、ベンゼン、フェノール、トルエン、エチルベンゼンなどが得られた。本年度は高性能バイメタル触媒の開発を行い、白金とルテニウムのバイメタル触媒を用いると、木質バイオマスのセルロース・ヘミセルロースから高い収率で糖アルコールが得られることを明らかにした。また、セルロースから別の有用化合物として乳酸が直接合成可能であることを見出した。本研究では、非可食性バイオマスであるリグノセルロース(木質バイオマス)のセルロース・ヘミセルロース・リグニンをすべて有用化学物質に変換する技術開発を行う。木質バイオマスを反応物として担持金属触媒を用い、低い反応温度でセルロース・ヘミセルロースの水素化分解による糖アルコールへの変換、続いて、より高い反応温度でリグニンの分解反応による芳香族化合物への変換を行う。リグニン分解反応後には、担持金属触媒のみを固体として回収し、触媒を再利用する。本研究では、両反応に高い活性を示す新規触媒の開発と全体のプロセス設計を行う。本研究の実現により、木質バイオマスの全成分を効率的に化学品原料へと変換可能となり、炭素循環社会の実現に貢献できる。以下により具体的に説明する。セルロース・ヘミセルロースは、多糖類であり、加水分解(糖化)による糖を経由した有用化学物質への変換反応が可能である。一方、リグニンは芳香族化合物がランダムに重合した高分子であるが、分解による有用化合物製造は現状では非常に難度が高い。本研究では木質バイオマスの成分を分離する前処理過程を省き、固体触媒(担持金属触媒)を用い木質バイオマスを反応物として反応条件を逐次的に変えて変換反応を行い、すべての成分を有用物質へ変換する。セルロース・ヘミセルロースの水素化分解反応により糖アルコール、さらにリグニンの分解反応により芳香族化合物への変換反応を多段階の反応条件で行い、木質バイオマスを有用物質へ変換する触媒反応技術の開発を検討する。さらにリグニン分解反応後には、固体触媒のみを固体として回収し、触媒の再利用を行う。木質バイオマスを反応物として、まず木質バイオマスに含まれるセルロースおよびヘミセルロースを糖アルコールに変換することを検討し、スギに炭素担持白金触媒(Pt/C)と水素を加え、反応温度190 °Cで反応させることにより、ソルビトールやキシリトールなどの糖アルコールに変換可能であることをいままでに明らかにした。
C-11ヘキサン酸による脳と心筋のエネルギー代謝研究:ポジトロン断層法への新提案

ポジトロン断層法(PET)による心筋や脳の脂肪酸代謝を評価する新しい放射性薬剤としてのC-11ヘキサン酸(HA)の可能性を、[^<18>F]フルオロデオキシグルコース(FDG)による糖代謝とTCAサイクルに入る[^<14>C]酢酸(AA)の代謝との関連から検討した。(1)短時間かつ効率的なHAの合成法を確立した(発表1)。(2)マウスの心筋においては、高い摂取率と急速な消失が絶食時に亢進した。また、低酸素状態では糖代謝は著しく亢進し、HAの摂取率はやや低下した。これらは、脂肪酸のβ-酸化を表すトレーサーとなる可能性が示すが、心筋の摂取率はC-11パルミチン酸などの長鎖脂肪酸に比べ低かった。AAには、このような傾向は認められなかった(発表2)。(3)HAはマウス脳へ、FDGの約1/2、AAの約2倍取り込まれ、PETによる脳の画像化は可能と考えられた。HAの放射能は、投与35分後に最大となり以後徐々に減少した。また、非放射性のHAを負荷すると、投与直後より放射能の減少がみられた。3日絶食のマウスにおいては、脳のHA摂取率は亢進した。また、炭素鎖4、6および8の脂肪酸によりHAの血液脳関門の通過が特異的に抑制された。これらの事実は、HAが中鎖脂肪酸特有の機構により脳へ取り込まれ、脳内で酸化されていること示している(発表準備中)。(4)PETによりネコ脳でのHAの動態を検討したところ、投与後の初期の放射能減少ののち、再び放射能の集積が認められた。これに伴い血漿中には^<11>C標識CO_2/HCO_3^-と未同定の代謝物が著しく増加することがわかった。これは、HAの代謝物(主に^<11>C標識CO_2/HCO_3^-)のクリアランスに種差の影響が現れたと考えられる(発表準備中)。以上の結果は、HAが脳でTCAサイクルを経て代謝されていることを示しているが、PETによる脳代謝の新しい診断薬としては、代謝物の影響を十分に考慮しなければならないことを示している。心筋に診断薬としては、中大動物を用いたPETによる更なる検討が必要と思われた。
多次元データ・指標を直感的に表現する顔グラフ表示法の開発と大学評価支援への活用

大学評価における大量のデータ・指標の効率的な利用を目的とし、評価者を支援するシステム構築へ向けた検討を行った。過去の評価書のテキストデータを分析する事により、教育評価において、いくつかの重要な指標が明らかとなった。また、直感とデータを一致させる事で認知的な負荷を軽減する事を目的として、データ表示法としての顔グラフに着目し、文献調査や心理実験により、その定義法についての検討を行った。大学評価に関する多次元データ・指標の利用を促進する手法として、大学評価に関する多変量データおよび、それらの情報が直感的に把握可能な表現の1つとして"顔グラフ"による表示法の検討を行った。大学評価に関連する多次元データ・指標の検討については、初年度に引き続き、過去の評価書をテキストマイニングして用語抽出する手法により、指標を特定する事を試みた。具体的には国立大学法人評価の自己評価書および評価結果報告書における学習成果に関連する指標に加え、今年度は、大学機関別認証評価の評価結果報告書における単位の実質化に関連した指標について検討した。その結果、いくつかの重要な指標が特定された。顔グラフ表示法に関連して、前年度に試行的に既存のソフトウェアにおける顔グラフ表示ルールの妥当性の検討を行った事に引き続き、新たに情報とイメージを一致させる表示ルールの作成へ向けた検討を行った。具体的にはSD法による印象評定課題を用いて、大学における印象を顔で表すものとして代表的であるという点で、学長の顔を例に評定実験を行い、その結果の分析を行った。複数の国立大学の学長の顔画像を収集し、それらを呈示する事で様々な顔から受ける印象の評定を行った結果に因子分析を適用する事により、それらを規定する要因および、それらの近接性をもとに考察した結果、我々が大学に持つイメージの一つが明らかになった。以上の研究による成果は、国内外の学会、論文誌、シンポジウム等において発表する事により広く社会に公表された。また、特定された指標については大学内でのIRにおける情報データベース構築時に参考となる他、教育評価の観点設定時に参考となることが想定され、実務的な支援へ向けた応用の可能性も示された。近年、大学評価に関する多次元データ・指標の利用を促進する手法の開発が、大学データベースの公開が進みつつある世界的趨勢のなかで求められている。本研究ではその一環として、多変量データを同時に顔で表現することが可能な"顔グラフ"に着目した研究を行った。多変量を同時に表示可能であるという既存の表示法のメリットに加え、データの持つ印象を適切に反映し、直感的に多変量データを把握できるインターフェースとしての意味も加えた顔グラフ表示法を定義することを目的とした。それらをもとに、定義された表示法を大学情報の表示へと用いるための支援ツールとしての導入可能性を検討することを目的とした。初年度は、まず、顔グラフ表示へ適した大学評価に関する多変量データについての調査およびデータの精査を行った。特に、近年高等教育において注目されている学習成果の指標を題材として検討を行った。指標に関しては過去の評価報告書のデータをテキストマイニングすることにより抽出した。同時に顔グラフの定義へむけた形態学的な基礎に関する研究を推進した。また、新たな表示法開発に向けて顔の知覚の特性に関する研究をレビューするとともに、既存の顔グラフ表示法についても再検討し、それらの限界点を探る事により新たな顔グラフ表示法の定義に着手した。これらの研究成果は、大学評価に関連する実務者を含んだ国際会議において発表をし、その実務への応用可能性を含めた有効性について広く理解が得られた。また、顔や心理に関連する国内外の学会で発表を行うことにより、学術的な成果として学界への貢献を行った。また、評価に関連する学会誌および顔に関連する学会誌に投稿し、査読を経て掲載された。これらから、本研究の社会的、学術的な意義が示されている。本研究は、大学評価に関する多次元データ・指標の利用を促進する手法の開発を目的とした。そのため、多変量データを同時に顔で表現することが可能な"顔グラフ"に着目した。多変量を同時に表示可能であるという既存の表示法のメリットに加え、データの持つ印象を適切に反映し、直感的に多変量データを把握できるインターフェースとしての意味も加えた顔グラフ表示法を定義し、定義された表示法を大学情報の表示へと用い、支援ツールとしての可能性と表示法の有効性を確認するものであった。手順として、まず顔から受ける印象の判別に影響を与える心理的要因、および物理的特徴との関係について明らかにする。次に、顔グラフ表示法を開発し、さらに実際の大学情報に関する多変量データに適用した結果の評価を行うものであった。2年における計画の初年度である本年度は、大学評価に関する多次元データ・指標の利用を促進する手法の開発という本研究の目的の基礎となる、多次元データの精査に特に重点を置いた研究を行った。過去の自己評価書や評価結果報告書と行った評価データの分析を、実務者が関与する国際会議等での発表をする事により現場の意見反映させた表示法開発の基礎データとなったことは、本研究の目的を達成する上での重要な進展であると言える。

また、顔の形態学的な基礎および、顔認知に関する心理学的研究についてレビューした研究論文を執筆したことにより、学術的な成果を学界へと還元する事ができた。また、既存の統計ソフトウェアパッケージにおける顔グラフ表示法の調査とその限界について検討を行ったことから、本計画の目的である新たな顔グラフ表示法の作成とその導入までを考えると、計画は順調に進展していると言える。初年度に得られた大学評価に関する多変量データ、指標についての調査研究結果について、広く公表をはかるとともに、引き続き国内外の大学DB等における指標の収集状況について調査を進める事により、評価に関連する適切な多変量情報についての精査を続ける。さらに、顔グラフ構築に関する基礎的な情報として、引き続き形態学的な基礎や心理学的な基礎についてのレビューを進め、様々な顔グラフ表示法の試行的構築や、それにもとづく顔グラフ定義の更新を行う。さらに、研究計画の2年度目かつ最終年度である次年度は、初年度の文献レビューによって得られている知見をもとに、グラフ表示法への応用と、その検証に主眼を置いた研究を行う。これまでに調べた顔画像の印象のうち影響の大きかったものを、顔グラフとして表示可能な要素として定義する。個々の顔の要素は、先行研究で用いられてきた線画図形を参考としつつ構成して表示ルールを決定する。定義された顔グラフは、評定実験及び大学関係者及び評価経験者等の実務者へのインタビューを通して、実際に評価の現場での支援システムとしての導入可能性について検討を行う。これらの研究成果は国内外の学会で発表するとともに、論文として投稿する事により、広く社会に周知を図る。初年度から引き続いて、多変量データ・指標の精査のための情報収集に関する旅費および、顔グラフ作成に関連する消耗品図書が必要になる。特に、指標については学習成果の測定に関する社会的な関心の高まりを受け、それを中心に調査した指標を重視して収集する。また、独自の顔グラフ作成に本格的にとりかかるため、プログラミングツールソフトウェアおよびそれを稼働するためのパーソナルコンピューターが必要となる。次年度は、評価情報を表す大学学部ごとを1つの顔グラフとし、多変量データ(学習成果の指標、大学の施設設備に関する指標、等)を、それぞれの特徴へと割り当てることにより、グラフ表示の定義を行う。それらの作成された顔グラフを用いて、評価の実務者等へ実際にいくつかの指標を顔グラフで呈示する事により、認証評価等の評価作業を想定し、実際の作業に有効であるかの評価実験を行う。そのための、大学関係者、評価者等の実験参加者20名程度への単純労働謝金および、実験参加者の確保のために研究遂行者が出張するための旅費が必要となる。実験のためのパーソナルコンピューター及び実験プログラムを作成するためのソフトウェアが物品費として必要となる。また、最終年度として、これらの研究によって得られた成果を国内外の学会にて発表する旅費が必要となる。さらに、その他としての学会誌投稿料や、謝金としての校閲費用が、本研究における研究成果を広く公表するための費用として必要となる。
量子細線構造をもつ超伝導/常伝導/超伝導系の電気輸送機構の研究

本研究は、量子細線構造をもつ超伝導/常伝導/超伝導系の電気輸送機構およびその電圧ノイズ特性について調べた。作成した素子は、長さ7nm、径(〕SY.ltoreq.〔)10nm程度の寸法を持つ量子細線が、超伝導体であるNbとNbNの電極間に形成されたものである。この種の金属量子細線構造を作成し、その超伝導特性(電流輸送機構)や低周波1/fノイズ特性等を調べたのは、本研究が始めてである。このデバイスの電流-電圧特性は、バリスティックな量子ポイントコンタクトの理論と極めて良く一致したが、このような定量的解析がこの種の薄膜デバイスでできたのは、本研究が最初である。また、その電圧ノイズ特性(特に低周波1/fノイズ特性)の研究では、これまでに知られていなかった新しい実験データを多く得、今後の金属量子細線構造の超伝導デバイスの発展に有用と期待される。これらの結果は、2編のApplied Physics letters誌と1編のIEEE Trans.Appl.Super誌に掲載され、よい評価を得ている。現在、1編がAppl.Phys.letters誌にJpn.J.Appl.Phys.誌に1編が受理されている。また、本年2月の電子情報通信学会技術研究で発表し、応用物理学会では、1993年中に5件発表、1994年春期応物で2件発表予定である。
癌幹細胞性維持に関与する腫瘍間質由来ニッチ因子の同定と新規治療戦略の確立

これまでの研究結果から、Cancer associated fibroblast (CAFs)においてTGF-βシグナルを調節しているRHBDF2発現誘導に関わる炎症性サイトカイン(TNFα+IL-1α+IL-1β)を同定した。本年度の解析により腫瘍炎症環境において、CAFsは様々な分泌タンパク質や細胞外小胞(Extracellular vesicles: EVs)を産生することを見出しCAFs由来因子によって引き起こされる胃癌特性の変化、とくに抗がん剤抵抗性などの癌幹細胞性に与える影響について検討を行った。具体的にはCAFsが分泌するEVsの網羅的なプロテオミクスをおこなった結果、CAFs-EVsに特異的に含有されるAnnexin family proteinによる胃癌細胞の顕著な抗癌剤抵抗性の新しい分子メカニズムを見出した。さらに免疫不全マウスへの胃癌細胞とCAFsの腹腔内移植による腹膜播種結節モデルにおいてCAFsとの共移植により腫瘍・転移形成が促進されることを確認している。CAF由来エクソソームが生体レベルで抗がん剤抵抗性を引き起こすのか、同マウスモデルを用いてin vivoでの検討を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、胃癌組織中の間質中に存在するCancer Associated Fibroblasts(CAFs)の遺伝子異常や癌細胞との相互作用に関する重要な分子を最新のゲノム解析テクノロジーを用いて明らかにする事であった。臨床検体からの核酸抽出、サンプルの輸送(日本→シンガポール)、次世代シークエンサーを用いた網羅的な解析を実施している。網羅的な解析結果をシンガポール大学にて確立された解析パイプラインを用いて統合解析し、胃癌の浸潤転移に関わる候補遺伝子の抽出を行なった。シークエンシングデータの統合解析から得られた候補遺伝子についてgain of function、loss of functionの細胞を構築しin vitro assayにて機能解析をおこなった。さらにinhibitorや中和抗体、siRNAライブラリなどを用いた解析により癌細胞の増殖能、浸潤・転移能へ影響力の強い因子を同定し治療標的としての可能性を評価した。免疫不全マウスへのxenograftモデルによる検証も並行しておこなうことで、生体内での腫瘍形成、浸潤・転移能についても合わせて評価した。胃癌組織における候補遺伝子の発現解析に加えてコホートデータを用いることで、網羅的解析から得られた知見の臨床的意義について評価した。胃癌組織の間質中CAFsに依存する新しい胃癌浸潤メカニズムを見出し消化器病学のトップジャーナルに研究成果を報告している(Ishimoto et.al. Gastroenterology 2017 in press)。今後、これらの知見に基づいて腫瘍間質が胃癌細胞自体の特性、とくに癌幹細胞性に与える影響について検討を行なっていく予定である。当初より国際共同研究を計画していたが、シンガポール大学と熊本大学のそれぞれの研究組織が得意とする研究手法を活かした共同研究を展開する事が出来ている。これまでの解析から得られたデータの中から胃癌組織の間質中CAFsに依存する新しい胃癌浸潤メカニズムを見出し消化器病学のトップジャーナルに研究成果を報告した(Ishimoto et.al. Gastroenterology 2017 in press)。また、研究の成果は日本国内の複数の全国学会、シンガポールで開催されたヨーロッパ腫瘍学国際学会、アメリカ癌学会総会にて報告をおこなった。また、現在もDuke-NUS Graduate Medical SchoolSingaporeとの共同研究は順調に継続されている。Diffuse-type胃癌は間質との相互作用が強く、腹膜播種やがん性リンパ管症などの切除不能な転移を引き起こしやすい。腫瘍間質に存在する細胞の中でCancer Associated Fibroblasts (CAFs)は、サイトカインや成長因子などの液性因子を分泌し、腫瘍進展・転移に関わる事が報告されている。本研究の目的は、胃癌組織中の間質中に存在するCAFsの遺伝子異常や癌細胞との相互作用に関する重要な分子を最新のゲノム解析テクノロジーを用いて明らかにする事であった。シークエンシングデータの統合解析から得られた候補遺伝子RHBDF2についてgain of function、loss of functionの細胞を構築し機能解析をおこなった。さらに免疫不全マウスへのxenograftモデルによる検証も並行しておこなうことで、生体内での腫瘍形成、浸潤・転移能についても合わせて評価した。胃癌組織における候補遺伝子の発現解析に加えてコホートデータを用いて、網羅的解析から得られた知見の臨床的意義について評価した。胃癌組織の間質中CAFsに依存する新しい胃癌浸潤メカニズムを見出し研究成果を報告している(Ishimoto et.al. Gastroenterology. 2017Jul;153(1):191-204.)。さらに炎症性サイトカイン刺激をおこなったCAFsの網羅的な遺伝子発現解析の結果から、CAFsは様々な分泌タンパク質や細胞外小胞を産生することを見出している。今後はこれまでの研究結果に基づいて、CAFs由来因子によって引き起こされる胃癌特性の変化、とくに抗がん剤抵抗性などの癌幹細胞性に与える影響について検討を行なっていく予定である。

具体的にはCAFsが分泌するEVsの網羅的なプロテオミクスをおこなった結果、CAFs-EVsに特異的に含有されるAnnexin family proteinによる胃癌細胞の顕著な抗癌剤抵抗性の新しい分子メカニズムを見出した。さらに免疫不全マウスへの胃癌細胞とCAFsの腹腔内移植による腹膜播種結節モデルにおいてCAFsとの共移植により腫瘍・転移形成が促進されることを確認している。CAF由来エクソソームが生体レベルで抗がん剤抵抗性を引き起こすのか、同マウスモデルを用いてin vivoでの検討を行う予定である。Diffuse-type胃癌間質細胞を用いた網羅的なゲノム解析の結果、間質におけるTGF-βsignalingはrhomboid family memberの一つであるRHBDF2により調節されていることを明らかにした。更にTGF-βsignaling活性化を調節しているRHBDF2の発現誘導は、炎症性サイトカイン(TNFα+IL-1α+IL-1β)によって引き起こされる事を見出した。間質側で活性化しているシグナル及び活性化メカニズムが明らかになったため、今後これらの知見に基づいて腫瘍間質が胃癌細胞自体の特性、とくに癌幹細胞性に与える影響について検討を行なっていく予定である。これまでの解析に用いたマウス胃壁移植モデルを用いて生体レベルでの解析もおこなっていく。これまでの研究結果から、CAFsにおいてTGF-βシグナルを調節しているRHBDF2発現誘導に関わる炎症性サイトカイン(TNFα+IL-1α+IL-1β)を同定した。腫瘍炎症環境において、CAFsは様々な分泌タンパク質や細胞外小胞を産生することを見出しており、今後はCAFs由来因子によって引き起こされる胃癌特性の変化、とくに抗がん剤抵抗性などの癌幹細胞性に与える影響について検討を行なっていく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
生体信号モニタリングと統合ヒューマンモデルによる身体運動時の筋力設計

高齢者や障害者の運動支援のため,パワーアシストシステムの研究はロボット技術における重要な研究分野の一つとなっている.本研究では,選択された対象筋肉の負荷をパワーアシスト装置を用いて局所的に制御することを目標とする筋力制御手法について成果を得ることができた.この手法により,対象とする筋肉を明示的に決定し,負荷を操作することで,筋肉の機能診断や筋肉レベルのピンポイントトレーニングが可能になる社会の高齢化が進行する中,高齢者の介護・支援のための機器のニーズがより一層高まっている.そのような機器には,人の内部状態を正確に推定し,それに基づく動作設計手法が必要とされる.しかしながら,運動時の人の状態を推定し,運動を支援するための手法については確立されていない.そこで,本研究では,リハビリやトレーニングへの応用を念頭に置いたパワーアシストについて研究を行う.人間の筋活動に注目し,人間の筋肉とパワーアシストを行うアクチュエータの人工筋とを統合するヒューマンモデルを構築し,これを基に身体運動時の筋力設計を可能とする手法の確立をめざす.高齢者や障害者の運動支援のため,パワーアシストシステムの研究はロボット技術における重要な研究分野の一つとなっている.本研究では,選択された対象筋肉の負荷をパワーアシスト装置を用いて局所的に制御することを目標とする筋力制御手法について成果を得ることができた.この手法により,対象とする筋肉を明示的に決定し,負荷を操作することで,筋肉の機能診断や筋肉レベルのピンポイントトレーニングが可能になる本研究では、人間の筋活動に注目し、人間の筋肉とパワーアシストを行うアクチュエータの人工筋とを統合するヒューマンモデルを構築し、これを基に身体運動時の筋力設計を可能とする手法の確立をめざす。その目標をめざして、平成18年度は、以下のような研究を展開した。人間の筋力とゴム人工筋の筋力推定を統合的に行うための統合モデルを構築した。準備段階で製作した人間の上肢部分の筋力推定モデルを、人工筋によるパワーアシスト装具を含めた筋力推定および設計に応用可能なように拡張を行った。このモデルを用いて、上腕の筋群レベルの筋力設計アルゴリズムを整備した。準備段階において、肘部の筋力設計についてシミュレーション検討を行った。筋力負荷設計値の範囲に制限がある問題点が明らかになっている。そこで、最終的な結果の相違を繰り返し計算によって収束させる修正アルゴリズムを提案した。次に、パワーアシスト装具による実験のために、モーションキャプチャと筋電計により、外力負荷時のモーションと筋電の同時計測が可能な計測システムを構成した。本研究のパワーアシスト装具の目的は,高出力の人工筋を用いた動作支援でなく、小出力で多数の人工筋による筋肉負荷の改変である。そこで、小型軽量かつ柔軟で安全性の高い弾性繊維複合空気圧ゴム人工筋ユニットを用いることとし、その駆動用の制御ユニットを開発した。この人工筋ユニットと制御ユニットを用いた肘部のパワーアシスト装具の試作を行った。以上のように、統合モデルの構築と筋力設計基本アルゴリズムの提案、および、それを実証するためのパワーアシスト装具の試作などを行い、今後の研究の基盤を確立した。本研究では、人間の筋活動に注目し、人間の筋肉とパワーアシストを行うアクチュエータの人工筋とを統合するヒューマンモデルを構築し、これを基に身体運動時の筋力設計を可能とする手法の確立をめざす。本年度は下記のテーマで研究を行った。(1)「筋/人工筋統合ヒューマンモデル」の開発上肢部分に引き続き体幹部分のモデル化を検討した。肩甲骨と胸部は肩甲-胸郭関節といわれ、単純リンク機構で表現できないため、仮想ジョイントおよび仮想リンクを複数配置して表現することとした。(2)筋力設計アルゴリズムパワーアシスト装具を用いた,局所的な筋力制御アルゴリズムを提案した.実現可能な筋力の判断により,アシスト後の筋力を簡単に設定が可能となった.また,筋力制御アルゴリズムのシミュレーションを行い各筋肉の制御可能性を検証した.さらに、局所的な筋力設計の実現可能性について検討した。(3)パワーアシスト装具の試作と評価昨年度に試作したパワーアシスト装具を用いて、筋力設計アルゴリズムによる筋力支援の実験を行った。これにより、筋力設計手法の有効性を確認した。シミュレーションにより筋力設計の可能性を検討し、さらに、実機により、設計どおりに筋力負荷を変更可能かどうか確認することができた。(1)「筋/人工筋統合ヒューマンモデル」の開発筋力計算は冗長自由度の最適化問題に帰着される。そのため、筋力が推定可能かどうかを判断する手法について検討した。上肢のリハビリテーションのための屈伸運動時の筋力が設計可能であることを確認した。(2)筋力設計アルゴリズム:MATLABの利用から専用のソフトウェア化に移行し、C言語によるソフトウェア化を行った。人工筋配置や負荷設計に関しては、ユーザインタフェースを改良し、実用性を高めた。また、筋力設計結果や筋力支援の影響などを可視化する手法について検討した。(3)パワーアシスト装具の試作と評価筋力設計アルゴリズムによる筋力支援の実験を行い、筋力設計手法の有効性を評価する方法について検討した。さらに、運動計測を行うため、人工筋に組込んで用いる形式の変位計測用センサを試作した。評価実験により、変位の計測が可能であることを確認した。

本研究では、人間の筋活動に注目し、人間の筋肉とパワーアシストを行うアクチュエータの人工筋とを統合するヒューマンモデルを構築し、これを基に身体運動時の筋力設計を可能とする手法の確立をめざす。本年度は下記の研究成果を上げた。(1)「筋/人工筋統合ヒューマンモデル」の開発統合ヒューマンモデルの高機能化について検討した。筋力推定計算の可能性を判断する手法について検討するとともに、リハビリやパワーアシストへの応用に適したモデルについて考察した。(2)筋力設計アルゴリズム:昨年度に引き続きMATLABの利用から専用のソフトウェア化に移行し、その評価を行った。人工筋配置や負荷設計に関するユーザインタフェースを改良する。(3)パワーアシスト装具の試作と評価筋力設計アルゴリズムによる筋力支援の実験を行い、筋力設計手法の評価を行った。また、運動計測を行うためのセンサを埋め込む方式について評価を行った。さらに、装具を用いない筋力制御の手法についても検討し、実機実験により、その手法の妥当性を評価した。
ICPFアクチュエータによる6自由度パラレルマイクロマニピュレータに関する研究

新しい高分子膜アクチュエータであるICPFアクチュエータは、水中にて低電圧駆動で大変位が得られるという特性を活かして、水中微細ハンドリング、生体内手術等への応用が期待される。これらの応用に向けて、本研究ではパラレル構造によるマイクロモーションメカニズムを開発することを目的として研究を行った。3年間の研究活動で以下にまとめる成果をあげることができ、研究目的を達成することができた。1. ICPFアクチュエータの粘弾性特性、非線型特性の同定とモデリング2. ICPFアクチュエータの計算機モデルの改良と運動予測の高精度化3. 3自由度機構の最適設計と試作、改良4. 6自由度機構の最適設計と試作、改良5.力学的干渉、運動伝達特性のモデリングと解析6.冗長機構の解析と冗長駆動制御7.マイクロ両眼立体視によるテレマイクロマニピュレーションシステムの構築8.学習制御による静止時の操作性の向上9.総合評価のためのマイクロマニピュレーションの実証実験最終的に開発、改良されたマイクロマニピュレータについて、総合評価を行った結果は次の通りであった。1. 3自由度マニピュレータについて変位は2mmと小さいものの、実用周波数域が13Hzであり、高速な運動指令に対してよく追従する。それに対して3sec以上の停止は困難であり、運動状態を主とするマイクロマニピュレーションに適している。2. 6自由度マニピュレータについて変位は0.4mm、回転は2degと小さく、実用周波数域は3Hzであり、今後の材料サイドからの改良が望まれる。本研究では、ICPEアクチュエータによりパラレルメカニズムを構成することにより、生体内手術等に有効な6自由度カイクロマニピュレータを開発することを目的とし,3年計画で行う.初年度の平成8年度は次の成果を得ることができた.1.ICPEの粘弾性特性、非線形特性の同定.解析モデリング、設計、制御のための基礎データに基づき、特性を同定した.2.機構の最適設計と製作.力学的・運動学的干渉が少なくなりかつ大きな変位が得られるように、アクチュエータの形状、周囲の機構などを最適化設計・製作した。当初ワイヤ駆動型により6自由度の実現を試みたが成功しなかった.そこで,アーチ型機構に変更し,現在のところ4自由度の動作が行えるようになっている.3.力学的・運動学的干渉、運動伝達特性のモデリング.アクチュエータ間の力学的および運動学的干渉をモデリングし,各アクチュエータの発生力・変位とエンドエフェクタでの発生力・変位の関係を求めた.4.マイクロマニピュレーションのための実験装置の試作.2次元画像による装置を試作し,動作を確認した.平成9年度より,力学的・運動伝達特性の実験とモデルの修正,事件に基づく機構の改良と自由度の増加,視覚フィードバッグ制御とモデルに基づく学習制御,冗長機構の開発と冗長駆動制御,マイクロマニピュレーションの実証実験を進めていく予定である.新しい高分子膜アクチュエータであるICPFアクチュエータは、水中にて低電圧駆動で大変位が得られるという特性を行かして、水中微細ハンドリング、生体内手術等への応用が期待される。これらの応用に向けて、本研究ではパラレル構造によるマイクロメカニズムを開発・制御する。本年度は6自由度のパラレル機構を開発し、アクチュエータ間の力学的運動学的干渉をモデル化し、駆動実験を行ない、マイクロマニピュレーションに有効であることを検証した。具体的には以下の結果を得た1.ICPFモデルの改良と6自由度パラレルマニピュレータの設計前年度のモデルに改良を加え、より詳しいモデル化を進めた。このモデルに基づき、力学的干渉の少ないより大きな変位がえられる6自由度パラレル機構の構造の決定を行なった。2.6自由度マイクロマニピュレーションの実証実験前述の設計に基づき、実際に6自由度マイクロマニピュレータを試作した。駆動実験を行ない、実際に6自由度の動作が可能であることを確認した。

3.視覚フィードバック制御の応用前年度試作した4自由度のマニピュレータを用い、視覚フィードバックが可能な装置を作成し、視覚フィードバック制御の応用を進めた。視覚情報をもとに実際に人間が操作をし、マイクロマニピュレーションが可能であることを実験的に確認した。新しい高分子膜アクチュエータであるICPFアクチュエー夕は、水中にて低電圧駆動で大変位が得られるという特性を活かして、水中微細ハンドリング、生体内手術等への応用が期待される。これらの応用に向けて、本研究ではパラレル構造によるマイクロメカニズムを開発・制御する。本年度は、前年度までに開発したパラレル機構を用い、マイクロマニピュレーションが可能であることを実証すること、操作性を改善してより実用に近いシステムにすること、を目的として研究を行った。具体的には以下の結果を得た。1.ICPFモデルの改良運動モデルにイオン移動による現象のモデルを入れることにより、計算機内で予測されたICPFアクチュエータの運動と実験の運動をより一致させることができた。2.学習制御による操作性の向上強化学習を導入することによって、停止が困難だった問題点を解決し、マイクロマニピュレータとしての操作性を向上させた。3.マイクロマニピュレーションの実証実験マイクロマニピュレーションの実証実験を行い、研究成果の総合検証を行った。総合評価の結果は次の通りであった。1.3自由度マニピュレータについて変位は2mmと小さいものの、実用周波数域が13Hzであり、高速な運動指令に対してよく追従する。それに対して3sec以上の停止は困難であり、運動状態を主とするマイクロマニピュレーションに適している。2.6自由度マニピュレータについて変位は0.4mm、回転は2degと小さく、実用周波数域は3Hzであり、今後の材料サイドからの改良が望まれる。
歯周炎の病態形成における制御性T細胞の関与-遺伝子と機能の発現制御機構に迫る-

歯周炎の病原因子として特定の細菌が同定されているが、その発症の時期や進行は宿主側の要因が関与していることが考えられる。近年、宿主側の要因の一つとしてCD4^+CD25^+制御性T細胞(Tr)の関与している可能性が報告されてきた。本研究ではこのCD4^+CD25^+Trに注目して解析を行った。CD4^+CD25^+Tr細胞を抗CD3抗体、抗CD28抗体で刺激したところその増殖抑制能の減弱が認められた。【目的】歯周炎病変部では自己Hsp60に対する抗体が上昇していること、また自己Hsp60で活性化されたT細胞はIFN-γを産生して単球・マクロファージ系の細胞による炎症性サイトカイン産生を上昇させることが報告されている。これらのことから歯周炎の病態形成には自己反応性T細胞の病的活性化が歯周組織破壊を助長させている可能性が考えられる。本研究では自己反応性T細胞を制御する機能を持つCD4^+CD25^+制御性T細胞に注目しこれら制御性T細胞が歯周炎の病態形成へどのように関与するのかそのメカニズムについて解明することとした。【方法と結果】健常者より末梢血を採取し、比重遠心法にて単核球を分離した。分離された単核球から免疫磁気ビーズを用いてCD4^+CD25^+T細胞を分離し、限界希釈法にてT細胞クローンを樹立した。細胞の刺激には抗CD3抗体と抗CD28抗体を用いた。樹立されたT細胞クローンそれぞれについてCD4^+CD25^-T細胞と共培養を行い、増殖活性について検索を行った。増殖活性を解析する上でのコントロールとして末梢血から分離した直後のT細胞、すなわち培養過程を経ていないCD4+CD25+T細胞を用いた。結果、樹立されたCD4^+CD25^+T細胞クローンは培養過程を経ていないCD4^+CD25^+T細胞に比べてCD4^+CD25^-T細胞の増殖を促進させた。これらのことからCD4^+CD25^+制御性T細胞は抗CD3抗体と抗CD28抗体で刺激培養を行うことによりその制御能を失う可能性について示された。【目的】歯周炎は単に細菌の病原性によって引き起こされるという訳ではなく、病原因子に対する免疫応答により歯周組織の破壊が起こることが明らかにされてきた。加えてこれまでの研究により、歯周炎罹患患者末梢血中には自己Hsp60に対する抗体が上昇してることから、自己免疫的側面も関与していると考えられる。制御性T細胞は自己反応性T細胞を抑制的に制御することが報告されており、制御性T細胞とエフェクターT細胞のバランスが歯周炎の病態形成に関与していると考えられる。そこで今回歯周炎の病態形成に於ける制御性T細胞の働きについて検索を行うこととした。
日本の技術革新における補完的ネットワーク-その過去と現代-

本年度は,次の2つの方向に研究を行った。第1に,技術革新を含む企業理論の基礎付けに関する研究を行った。近年,経済学における「企業の理論」は,取引費用理論のインプリケーションを包含しつつも,さらに契約・誘因構造をめぐる分析へと進展している。それに対して,企業の(技術)能力蓄積・学習に焦点を当てた「能力ベース」企業理論(competence-based theory of the firm)が提起されてきている。この企業理論は,企業・産業の長期的発展,とりわけ技術革新を含むそれを分析するにあたって適切な枠組みを提供するものと評価することは出来るものの,理論的にその正当性を基礎づけるには至っていないため,アドホックな枠組みであるとの評価を免れ得ない。そこで筆者は,進化論的推論を援用することによって新古典派的企業理論を正当化できるのか否かをめぐって争われた,アルチアン,フリードマン,ウインターらによる著名な論争を検討した。それによって,Nelson and Winter流の進化論的推論を援用する限り,企業の「能力」(行動ルール並びに技術・組織能力)と「行動」(パフォーマンス)が一対一対応するという新古典派並びに上述新制度派の企業理論の想定は正しくなく,したがって両次元を区別した「能力ベース」企業理論が正当性を持ちうるということを示した。したがって,技術革新を含む企業理論にとって,各企業の「能力」形成・淘汰を導く仕組みを解明することが重要であるとともに,そのように保有されている「能力」が,生産性向上,新製品の効果的導入といった「パフォーマンス」にいかに結びついているかという因果連関を解明することも課題となる。それゆえに,誘因構造に関する問題を無視することはできない。むしろ,「能力ベース」企業理論を進化経済学的なモデルに「移植」した上で,誘因に関する問題を定式化し直すべきであると主張した。この考察内容は,依然としてドラフトに留まっているが,次年度には公表したいと考えている。第2に,技術環境の複雑化が,技術開発組織に対してどのような影響を及ぼしているかという問題について,研究を続行した。半導体産業を継続して調査し,その結果をEAEPE学会で報告した。同報告では,1980年代に,技術革新プロセスを的確に描写したとされる「鎖状モデル」(Chain-linked model of innovation)がどのように変容しているのかという問題を扱った。情報技術の導入をめぐる議論においては,しばしば,技術的知識のコード化のせいで,上述の,どちらかというと現場主義的なモデルが現実に合わなくなってきていると論じられる。しかし,現実には,設計から製造に至る過程では調整が単純化される一方,開発・設計過程における諸作業間の調整が重要になってきているというのが事実である。いわば,鎖状モデルの特質は,位相を変えて保持されているのである。したがって,技術の複雑化と情報技術の導入とが交錯しつつ進行するプロセスは,「設計空間」の相転移として特徴づけた方が適当であると論じた。同様に,産業組織としては分業化が進展しているといわれている半導体産業においても,諸技術・諸作業をインテグレートする仕組みがどのように担われるのかという問題が重要であると言うことを含意している。この論文もまだ学会予稿集に収録されているのみだが,討論を経て公表する予定である。第3に,日本の技術開発・生産システムの形成史という観点から,「生産性運動」に関する研究を継続して行った。米国から諸技法を導入したにもかかわらず,日本企業の生産システムが「日本的変型」を受けたという事実は,その高い生産効率を説明する歴史的形成過程としてしばしば研究されてきた。しかし,研究開発過程における「日本的変型」に関しては,あまり解明されていない。技術開発・生産システムの形成過程を統合的に理解するために,本年度はとりあえず,初期のQCサークル活動に関する聞き取り調査を行った。本年度は,次のような方向で研究を行った。(1)情報技術の援用や,科学的知見の蓄積によって,技術的知識が次第に「暗黙知」的なものから,明文化(コード化)されたものへと変換されてきている。しかし,このような変化が,技術革新の組織的・制度的形態にどのような影響をもたらすかは明らかにされていない。また反対に,ある組織的・制度的形態がコード化と親和性を持っているのかどうかという問題も同時に解明される必要がある。このことは,いわゆる日本型企業システムの現代的意味を考える上で重要である。このような問題意識に基づいて,技術的知識の変容と技術革新組織の相互作用の論理を探るべく,聞き取り調査を行った。その結果,通説的な理解とは異なり,「コード化」が進展しても,技術革新組織が脱統合化(「イノベーション分業」)されるとは言えないこと,また,「コード化」は技術的問題解決の次元を高次化するということを明らかにした。これらは確かに,従来の日本型企業システムと齟齬をきたすことになるが,反面,いわゆるアメリカ型企業システムとは区別された進化経路を辿りうるということを示している。これに関しては論文を執筆し,欧州進化的政治経済学会で報告した。また,3月にはリヨン大学で本論文を主要内容とする研究報告をした。本論文は英文雑誌に投稿中である。(2)上で述べた日本型企業システムの歴史的形成を明らかにするため,戦後「生産性運動」の展開に関する共同研究を行った(継続中)。2003年前半には『戦後日本経済と生産性運動』(塩沢由典編)として出版される。同書所収の拙稿では,生産性運動の展開に関する概観を行った。

能率向上運動は戦前から行われ,また戦後にはそれら諸団体が活動を継続して行っていた。このような状況において、昭和30年に発足した日本生産性本部による生産性運動はどのような歴史的・文脈的固有性を持ったのだろうか。また,生産性運動を要求した現実的・文脈的条件はどのようなものだったのであろうか。戦時生産の隘路,その帰結としての戦後インフレーション,解決策として提示された「ドッジ・ライン」,各企業における対応としての技術導入,という4つの契機を基軸として,以上の問題に対する解明を行った。本年度は,次の2つの方向に研究を行った。第1に,技術革新を含む企業理論の基礎付けに関する研究を行った。近年,経済学における「企業の理論」は,取引費用理論のインプリケーションを包含しつつも,さらに契約・誘因構造をめぐる分析へと進展している。それに対して,企業の(技術)能力蓄積・学習に焦点を当てた「能力ベース」企業理論(competence-based theory of the firm)が提起されてきている。この企業理論は,企業・産業の長期的発展,とりわけ技術革新を含むそれを分析するにあたって適切な枠組みを提供するものと評価することは出来るものの,理論的にその正当性を基礎づけるには至っていないため,アドホックな枠組みであるとの評価を免れ得ない。そこで筆者は,進化論的推論を援用することによって新古典派的企業理論を正当化できるのか否かをめぐって争われた,アルチアン,フリードマン,ウインターらによる著名な論争を検討した。それによって,Nelson and Winter流の進化論的推論を援用する限り,企業の「能力」(行動ルール並びに技術・組織能力)と「行動」(パフォーマンス)が一対一対応するという新古典派並びに上述新制度派の企業理論の想定は正しくなく,したがって両次元を区別した「能力ベース」企業理論が正当性を持ちうるということを示した。したがって,技術革新を含む企業理論にとって,各企業の「能力」形成・淘汰を導く仕組みを解明することが重要であるとともに,そのように保有されている「能力」が,生産性向上,新製品の効果的導入といった「パフォーマンス」にいかに結びついているかという因果連関を解明することも課題となる。それゆえに,誘因構造に関する問題を無視することはできない。むしろ,「能力ベース」企業理論を進化経済学的なモデルに「移植」した上で,誘因に関する問題を定式化し直すべきであると主張した。この考察内容は,依然としてドラフトに留まっているが,次年度には公表したいと考えている。第2に,技術環境の複雑化が,技術開発組織に対してどのような影響を及ぼしているかという問題について,研究を続行した。半導体産業を継続して調査し,その結果をEAEPE学会で報告した。同報告では,1980年代に,技術革新プロセスを的確に描写したとされる「鎖状モデル」(Chain-linked model of innovation)がどのように変容しているのかという問題を扱った。情報技術の導入をめぐる議論においては,しばしば,技術的知識のコード化のせいで,上述の,どちらかというと現場主義的なモデルが現実に合わなくなってきていると論じられる。
ATM網におけるインターネット技術を基盤とした多地点・多品質同時伝送方式

本来ATMネットワークでは不向きと言われていたインターネットのマルチキャスト機能を,スケーラブルな方法で実現するため,新たにPoint-to-point Link Assembly for Simple Multiple Access(PLASMA)と呼ぶATMシグナリング方式を提案し実装した。これによって,これまでのネットワークよりも格段に高速でかつQoS保証可能なマルチキャスト通信が可能となった.具体的には,PLASMAにより高品質の映像を多地点に同時転送することなどが容易に行えるようになる.インターネット上でのマルチキャストルーティングとQoSルーティングとの統合の必要性を明かにし,そしてマルチキャストとQoS保証を同時に実現する機構を考案した。その際,シグナリング機能としては受信者主導シグナリングだけが唯一の解であることを示した。これに基づき,新しい受信者主導シグナリング,Sinple Resource ReSerVation Protocol(SRSVP)を設計し実装した。SRSVPより広域インターネット上においてもQoS保証を共なったマルチキャストが利用できるようになった。IPマルチキャストでマルチメディアデータを送信するさい,受信者ごとに受信能力が異なる場合に対応できるようなMPEGとMotion JPEGに対応した階層符号化及び階層伝送を提案した。階層符号化されたデータを送信するときにパケットの送信順序を制御することで,ルータは転送すべきデータを適切に選択できる.本研究により,パケットの送信順序を制御した場合にネットワーク資源の利用効率が向上することが示された。本研究では,まず,本来ATMネットワークでは不向きと言われていた,インターネットのマルチキャスト機能をATMネットワーク上で実現する.ここでのマルチキャストは,送信者・受信者共に送受信相手を特定せずに行えるものである.これを実現することで.これまでのネットワークよりも格段に高速なマルチキャスト通信が可能となり,例えば高品質の映像を多地点に同時転送することなどが容易に行える.今年度はこのための基本的な方式を設計・実装した.現在,実際のアプリケーションを運用することで評価実験を行っている.次に,インターネット上でのサービス品質を指定するプロトコルであるRSVP(ReSerVation Protocol)をATMネットワーク上で実現する.これによりインターネットで指定されるサービス品質をATMネットワークに反映させ,ネットワークレベルで要求された品質を保証する技術を開発する.これまでのインターネットでの動画伝送では画像の乱れが頻繁に観測されたが,本研究により,それを極力抑えることができると期待される.このための基本方式の仕様が現在かたまりつつあり,同時にプロトタイプの設計を行っている.さらに,複数の受信者が送信者からマルチメディアデータを受け取る際,受信者それぞれが異なったサービス品質,受信方法を要求することがあるので,これに対応できる必要がある.このための新しい階層符号化及び伝送技術のプロトタイプの設計を行い実装した.現在はこの評価をもとに,さらに画像圧縮率が高く,様々なユーザの要望に答えられ方式を検討・設計中である.本研究では,本来ATMネットワークでは不向きと言われていたインターネットのマルチキャスト機能を,スケーラブルな方法で実現するため,新たにPLASMA(Point-to-point Link Assembly Simp1e Multiple Access)と呼ぶ方式によって実現した.これによって,これまでのネットワークよりも格段に高速でかつ帯域保証可能なマルチキャスト通信が可能となった.具体的には,PLASMAにより高品質の映像を多地点に同時転送することなどが容易に行えるようになる.次に,アプリケーションからそのネットワーク上で実際にATM上でのマルチキャストを利用するために,インターネット上で標準の資源予約プロトコル,RSVP(ReSerVation Protocol)に変更を加えた.これによりRSVPのAPI(APplication Interface)を用いて上記ネットワーク機能を利用できるようになった.そして,これらの機能を用いて実際に映像・音声を送るシステムを構築した.本システムは遠隔会議システム,もしくは単にインターネット電話として利用でき,ネットスケープなどのWebブラウザ上から用意に起動することができる.特に映像に関しては,階層符号化によって,複数の受信者がそれぞれ異なるネットワーク帯域での環境下にいた場合,それぞれが利用可能な最大の帯域で映像を受け取ることができるシステムを開発した.これにより,例えば,無線による受信者は品質は悪いが許容範囲の映像を,LANでの受信者は最高品質の映像を同時に受け取ることができるようになった.