hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会変動・家族・個人の発達に関する・文化心理学的研究―「関係性」・「個人化」の文化間および文化内比較―

次に、これらの具体的エピソードから、感情生起場面のシナリオを4つ作成した。日米大学生80名にそのときの対処行動を同定するための質問紙を実施し、分析を行っている。(2)社会・家族の変動および個人の生活面の変化が個人化志向につながることについて、家族観、現実の家族生活、親子間の感情との関連から検討することとなった。調査対象は世代差についても考慮し、育児期の夫婦(30代)と大学生とその両親(50代)とした。育児期の夫婦には「性別分業に対する夫婦の意識」を、大学生とその親には「家族生活の理想と現実が家族に対する感情に及ぼす影響について」検討することとなった。調査をはじめるにあたり、予備調査として「個人化」尺度の確定のための調査を行った。現在、尺度確定に向けて分析を行っている。確定後、「個人化」尺度とその他の関係変数を盛り込んだそれぞれの対象者向けの質問紙を作成し、調査を行う予定である。本研究は、<社会変動-家族の変化-個人の発達>モデルと文化心理学的視点に立って、(1)自己観および非言語的コミュニケーションとしての感情(2)「個人化」と家族の役割関係について検討した。(1)今年度は、2つの研究を実施、分析した。日米男女大学生および社会人、専業主婦(50名)を対象としたインタビューの再分析を行った。恥、対人的嫌悪、自己肥大という3つの社会的感情に関して、いずれの場面においても、アメリカにおいては、他者から自己を切り離す方向での対処反応が、また日本においては、他者に自己をより関与させる方向での対処反応が顕著であった。また、男性のほうが女性よりも客観的な立場からの対処をより多く示していた。このインタビュー内容の分析結果を踏まえて、研究2として、各文化における快不快感情を引き起こすエピソードを選出し、それに対して日本的反応をするかアメリカ的反応をするかを質問紙で問うこととした。日本人大学生40名、日本人帰国子女40名、アメリカ人大学生40名を対象として、エピソード算出の文化、被験者の文化の効果を検討した。その結果、アメリカ人はアメリカ算出の文化にアメリカ的反応を示し、日本人は日本人は日本的反応を示す傾向が見出された。(2)社会・家族の変動および個人の生活面の変化が個人化志向につながることについて、家族観、現実の家族生活、親子間の感情との関連から検討するために、質問紙調査を実施した。質問紙は「個人化」「家族観」「夫婦関係」「子ども・子育てに対する感情(育児期のみ)」などの尺度で構成した。また地域差について検討するために、育児期については首都圏と愛知県の農村部で、大学生については首都圏と名古屋圏、沖縄県で調査を実施した。その結果、育児期の夫婦523組、大学生784名、大学生の両親162組から回答を得た。現在は得られたデータをもとに、「個人化」と家族の役割関係について世代差や地域差、社会的変数(学歴や職業の有無など)との関連から検討している。本研究は、<社会変動-家族の変化-固人の発達>モデルと文化心理学的視点に立って、(1)自己観および非言語コミュニケーションとしての感情、(2)「個人化」と家族の役割関係について検討した。
T2K長基線ニュートリノ振動実験における電子ニュートリノ出現モードの探索

2009年より開始されている東海-神岡間長基線ニュートリノ振動実験(以下T2K実験)において、ミューオンニュートリノが電子ニュートリノへと振動する事象を発見し、未だに上限値しか知られていないニュートリノ混合角θ13を探索するのが本研究の目的である。T2K実験は2009年にビーム調整運転を終え、2010年1月より物理データ収集のための本格的な長期運転を開始した。2010年6月末に夏季運転停止期間に入るまでの半年間に渡り安定した運転が続けられ、3.3x10^19 POT(標的入射陽子数)相当のデータを蓄積した。ビームの安全な運転に際しては、本研究において開発されたミューオンモニターによってビーム方向が常時lmrad以内で監視されていることが不可欠である。ミューオンモニターはこのデータ収集期間中99.9%以上の時間正常に動作し、安定したデータ収集に貢献した。その後、T2K実験コラボレーションは収集されたデータを用いて最初のニュートリノ振動解析を行った。この解析作業の中で当研究の代表者は生成されたニュートリノビームフラックスの予測、およびその系統誤差の評価を行うグループに属し、解析作業および他のサブグループとの調整・情報交換に主導的な役割を果たした。収集されたデータの量が不足しているため、この最初の解析結果は他実験より与えられる現在のθ13の上限値を更新するものではなかったが、我々は2011年3月の地震によって運転が停止するまでの間に4倍にあたる1.4x10^20 POT相当のデータを収集し、今後解析をアップデートすることにより世界最高の感度を達成できる見込みである。本年度、本研究の中心はT2K実験ミューオンモニター検出器の開発、製作、試験であった。T2K実験ではニュートリノビームを、後置検出器スーパーカミオカンデからわずかに離れた方角に向けることで、観測されるニュートリノのエネルギーをニュートリノ振動が最大になる領域に集中させる手法を用いる。しかし、この手法はニュートリノビーム方向を正確にモニターし、制御しなければ成り立たないものである。ミューオンモニター検出器は、ニュートリノビームの方向・強度を常時監視できる唯一の検出器であり、T2K実験に必要不可欠な検出器である。本年度の活動であるが、まず米国フェルミ研にて昨年度から継続していた試作機の長期安定性試験において検出器の安定性を確認した後、6月までにイオンチェンバー検出器の製作を完了させた。7月には京都大学化学研究所100MeV電子線形加速器を用いてイオンチェンバー実機の試験を行い、全チャンネルの正常動作を確認した。試験を終えたイオンチェンバー検出器を実験場所である茨城県東海村のJ-PARCに運搬し、秋からは検出器架台への組み入れとガス温度・圧力制御試験および駆動機構の試験を行い、2月に検出器設置場所へのインストールを完了した。2月、3月にはケーブル配線、ガス配管、読み出しの較正、ソフトウェア整備等を行い、全モニターシステムを予定通り本年度内に完成させた。ミューオンモニター検出器は4月からのビーム調整運転から活用される予定である。2009年4月23日にT2K実験のニュートリノビームラインに陽子ビームが入射され、本研究が担当するミューオンモニターによって捕らえられたミューオン信号により初めてのニュートリノ生成を証明した。4月から12月のビームライン調整運転においても、標的照射後のビームの状態を即座にモニターできるミューオンモニターの情報は多大な貢献を果たし、目標通りにビーム方向を1mrad以内で調整することに成功した。調整運転中には、ミューオンモニター検出器の較正作業、検出器理解、解析ソフトウェアの開発、シフトによるチェックのための監視機能の充実を進め、2010年からの物理データ収集のための運転に向けた準備を整えた。2010年1月以降の物理運転においてもミューオンモニターは安定に動作しており、そのビーム方向の安定性を物理解析からの要請である1mradより遥かに良い0.03mradで測定することに成功している。現在は、ミューオンモニターによって得られたデータの解析とビーム安定性のチェックに加えて、シミュレーションツールの開発、及びそれらを用いた系統誤差の研究を進めている。T2K実験は、まず夏まで継続して物理データ取得を行う予定であり、そこまでに得られる統計量で電子ニュートリノ出現事象に関して過去の実験結果を上回る感度を得られると期待される。研究の最終年度となる今後は、物理データ解析及びそれに向けた系統誤差等の研究を進めてゆき、電子ニュートリノ出現事象の発見を目指す。

この解析作業の中で当研究の代表者は生成されたニュートリノビームフラックスの予測、およびその系統誤差の評価を行うグループに属し、解析作業および他のサブグループとの調整・情報交換に主導的な役割を果たした。収集されたデータの量が不足しているため、この最初の解析結果は他実験より与えられる現在のθ13の上限値を更新するものではなかったが、我々は2011年3月の地震によって運転が停止するまでの間に4倍にあたる1.4x10^20 POT相当のデータを収集し、今後解析をアップデートすることにより世界最高の感度を達成できる見込みである。
非対称小規模海底構造物を用いた海岸侵食・航路埋没防止技術の開発

我々は小規模非対称構造物(粗度)を海底に設置することにより底質の移動を制御し、海岸侵食等の諸問題に対処する技術を提案している。本年度はその手法の特長の一つと成り得る「任意の方向に任意の大きさで底質輸送を制御可能」を実現すべく、周期の短い往復流場における非対称構造物の抵抗特性、および波向きに対する粗度の設置角度(θ)の変化に伴う抵抗特性について検討を行った。実験には振動流装置を用い、水槽中央に設置された粗度単体に作用する抵抗力を測定した。非対称粗度には1/4球型と半円筒型を用い、また比較のために対称形状を有する半球型を用いた。θ=0における半球と114球の抵抗力をそれらの位相平均波形によって比較検討した。KC数が小さく慣性力が卓越する条件では、無次元時間t/T=0.75(Tは周期)の位相において、加速度が大きいために1/4球型では半球型と比べて力の値が急激に大きくなる。また、無次元時間t/T=1(または0)の位相においては、定常成分による抗力が大きくなるため1/4球型では半球型と比べて力の値が大きくなる。半円筒と1/4球では代表スケールとして各々の直径を取った場合、半円筒の残差抵抗係数の方が大きく、本手法に用いる構造物形としては有利である。これは球体の代表スケールとして直径をとると実質的な代表スケールを過大評価することによる。1/4球ではKC数が大きいとき、θが大きくなるとθの増加に対して残差揚力係数は減少傾向になり、その結果残差合力も非常に小さくなる。しかし、KC数が小さいときには慣性残差揚力が大きくなり、その値はθ=0の時の(波の進行方向の)残差抵抗力並みになる。結果としてKC数が小さい場合、残差合力はθの変化に関わらずほぼ一定となる。このことは、一周期平均でみると波向きと直交する向きでさえも非常に大きな力を発揮できることになり、本手法にとって非常に有利となる。
新規有機金属錯体被膜金ナノクラスター創成を目指した均一系合成法の開発

金ナノクラスターの表面にチオール基を配位子として持つ直接有機金属錯体を導入する方法として、表面の保護膜を置換する置換法と、金ナノクラスター合成時にアルキルチオールの代わりに有機金属錯体を共存させる直接合成法を検討した。置換法では、これまでに開発した合成法で確実にナノクラスターを合成できることに加え、サイズのコントロール法などを利用できる利点がある。アルキルチオールとの置換ではアルキル鎖が短い方が有利であると考え、原料としてプロパンチオレート保護金ナノクラスターを選択した。また、一般にチオールよりも置換しやすいアルキルアミンで保護された金ナノクラスターも用いた。有機溶媒中で数日間かけて置換を試みたが、各種分光学的データに違いはみられず、置換はうまく起こらなかった。これは有機金属錯体が立体的に嵩高いため、金ナノクラスター表面に接近できなかったものと考えられる。直接合成法では13年度に開発した、有機溶媒中での均一系合成法を用いた。金のソースに塩化トリフェニルホスフィン金錯体、還元剤にボランt-ブチルアミンを用い、架橋チオール基を持つ二核ロジウム錯体存在下で反応を行った。生成物の透過電子顕微鏡写真ではナノクラスターの生成が確認できたが収率が非常に低いため今のところ、詳しい分光学的測定や、含有元素の測定は行えていない。しかし、同様の反応をロジウム錯体なしで行った場合にはナノクラスターが全く生成しないことから、このロジウム錯体が保護膜となっているものと考えている。生成物の詳しい分析のためには、さらなる反応条件の最適化が必要である。ジクロロメタン中で塩化トリフェニルホスフィン金錯体を、1-ドデカンチオールあるいは1-ドデカンジスルフィド存在下で、ボランt-ブチルアミンを用いて還元することにより、完全な均一系でドデカンチオレート保護金ナノクラスターを合成することに成功した。この反応においてジスルフィドを用いた場合には、チオールを用いた場合と比較して反応時間が長くなる。そして、この反応系では、用いるアルキルチオールの鎖長や濃度が生成するナノクラスターのサイズに影響しないこと、還元剤の濃度が大きくなるとより小さいナノクラスターを与えることを確認した。また、この完全均一系反応において、少量のアミンを加えることで生成するナノクラスターの粒径分布が飛躍的に小さくなることを見いだした。塩基性の低いアミンでは、このような効果が無いことから、アミンの役割は還元時に生じるプロトンを取り除き、還元反応を加速することと考えられる。これにより、核生成反応が促進されるとともにアミンが消費されるまでの短時間で終了し、さらにアミン消費後には、還元剤に比較的弱いボランt-ブチルアミンを用いているため、ゆっくりとした還元で核成長反応が優先的に起こり粒径分布が小さくなるものと考えられる。この結果を利用し、加えるアミンの量を多くすることで、生成する核の量を増やし、その結果、生成するナノクラスターの粒径を小さくする事にも成功した。さらに、この核成長過程を検討するため、塩化トリフェニルホスフィン金錯体を金のソースとして用い、これを還元することでナノクラスターの核成長反応を試みた。その結果、金錯体と還元剤のみでは、核の生長は起こらないことがわかった。現在、この反応についてはさらに検討を行っている。
顔と物体の高次視覚印象の予測モデルと共通的感性にもとづく造形デザインへの応用

視覚パターンの高次印象を人為的に操作できる印象変換ベクトル法に関して、その対象を顔の2次元画像から3次元像へ、さらには、車のボディという3次元の人工造形物へと拡張し、好みのデザインの創成につながる応用の可能性を示した。また、顔の見え方を規定している種々の要因を独立に制御して生成できる顔の3次元モデルを用いて視線知覚の特性を探るとともに、顔画像からの高次視覚印象の知覚に特徴的な諸特性を明らかにした。本研究では、平成15-17年度の基盤研究(B)「顔の多義的・統合的印象を創出する高次元ダイナミックモデルの構築とイメージ処理応用」の成果をベースとして、研究対象とする視覚像やその高次印象の種別、視覚像の観察条件、印象予測モデルの工学的応用領域の拡張をめざしている。そこで先に提案した「印象変換ベクトル法」による顔画像の印象変換操作に関して、SD法による印象の主観評定の結果から印象を規定する主要3因子とみなされる「評価性・活動性・力量性」のうち、先行研究では未検討であった活動性と力量性に関して心理評定実験を実施し、その有効性が確認されたので、視覚像の高次印象操作における「印象変換ベクトル法」の汎用的な有効性が示唆された。また、顔画像の物理的特徴を表現する形状とテクスチャの特徴がそれぞれの高次印象に寄与する度合を詳細に分析した結果、活動性と力量性については特徴ごとの個別の印象が顔全体の印象に加算的に作用するのに対して、評価性については形状とテクスチャのいずれか一方による印象の寄与が低いと全体の印象も低いままに留まるという、印象の非加算的性質が見いだされた。顔の高次視覚印象のモデル化において、視覚像の物理的な多様性を少数パラメータで表現する3次元モーフィングモデルが有用である。しかしその構築には、形状の異なる3次元物体間での対応関係を求めることで対象を多次元ベクトルとして表現する必要がある。ここでは2枚の曲面を自動的に位置合せする手法として知られているICPアルゴリズムを用いて、顔の3次元形状を多次元ベクトルとして表現する手法を提案し、その有効性の検証を開始した。さらに、顔の個人性、姿勢、表情、視線など視覚像を規定する諸要因のダイナミックな変化に応じた高次印象を予測するモデルを構築するのに有用なツールとなる、種々の要因を独立に制御可能な顔の3次元モデルの構築を開始した。昨年度に引き続き,平成15-17年度の基盤研究(B)「顔の多義的・統合的印象を創出する高次元ダイナミックモデルの構築とイメージ処理応用」の成果である「印象変換ベクトル法」による高次視覚印象の人為的操作法に関して,視覚像の対象となる3次元物体や高次印象の種類,視覚像の観察条件,印象予測モデルの工学的応用領域,それぞれの拡張に取り組んだ。まず,任意の3次元形状をもつ人工造形物に対する印象変換ベクトル法の拡張可能性の検討に関しては,自動車のボディ形状を例としてとりあげ,車種に応じたボディ形状の多様性を少数のパラメータで表現する3次元モーフィングモデルを構築した。そしてさまざまなボディ形状が与える視覚印象を一対比較法による心理実験を行って定量化した後,印象変換ベクトル法に準じる方法で視覚印象を操作するパラメータの変位を求める予備実験を行い,その効果を心理実験によって検証することで,任意の人工的な3次元造形物のデザインにおける印象操作の手法として,本アプローチの有効性を確認することができた。また,3次元物体の具体例として顔を対象に限定し,その高次視覚印象(評価性,活動性,力量性,魅力,良さなど)の特性を心理学的手法によって明らかにする検討として,動的に変化する顔パターンから認知される高次視覚印象に対する心理的・表象的な慣性効果,および,繰り返し提示される刺激に対しては「好ましさ」に関する認知的・情緒的評価が高まるといわれる単純接触効果に注目して,今後検証すべき仮説を絞り込むための予備実験を行った。さらに,個人性,姿勢,表情,視線といった顔の見え方を規定する要因を独立に制御可能な3次元顔CGモデルの構築を進め,これを視覚刺激として顔の動きの効果に関する心理学的な課題の実験的検証を開始した。具体的には視線方向の知覚に関して,頭部の回転角度に応じた視線方向の知覚特性,ならびに,「自分と目があう」位置への眼球制御による定位特性を明らかにした。1.昨年度に引き続き、平成15-17年度の基盤研究(B)「顔の多義的・統合的印象を創出する高次元ダイナミックモデルの構築とイメージ処理応用」の成果である印象変換ベクトル法による高次視覚印象の人為的操作法をべースとして、研究対象とする視覚像や高次印象の種別、視覚像の観察条件、印象予測モデルの工学的応用領域、のそれぞれについての拡張を行った。(1)印象変換ベクトル法において、Fisher線形判別関数に基づいて求まる射影軸方向ベクトルの代わりに、SVM(Support Vector Machine)で得られるSupport Vectorを印象変換ベクトルの抽出に用いる手法について、その有効性を実験により検証した。(2)3次元形状にさまざまな多様性をもつ人工造形物の例として引き続き自動車車体をとりあげ、印象変換ベクトル法による印象操作によって、好みのデザインを創成できることを確認した。

(3)とくに顔を対象として、その高次視覚印象(評価性、活動性、力量性、魅力、良さなど)の特性を心理学的手法によって明らかにする検討の一環として、動的に変化する顔パターンから認知される高次視覚印象についての心理的・表象的な慣性効果、および、繰り返し提示される刺激に対しては「好ましさ」に関する認知的・情緒的評価が高まるといわれる単純接触効果を実験によって確認した。2.昨年度に開発した、個人性、姿勢、表情、視線など顔の見え方を規定する要因を独立に制御できる3次元顔CGモデルを視覚刺激として用いた心理実験を実施し、顔画像の提示条件によって視線の知覚がどのように影響されるのかを明らかにした。
サブミクロンセル構造体の成形プロセスに関する研究

サブミクロンセル構造の成形プロセスは,大きく次の3つの過程より成る.第1段階は,数多くのセル核を連続的に生成するためポリマー内に物理的発泡剤として窒素や二酸化炭素等のガスを高圧下で飽和させガス/ポリマー溶解状態を形成する過程である.第2段階は,ガス/ポリマー飽和状態の試料を減圧するとともにガラス転移温度付近に加熱することにより含有ガスの熱力学的な不安定現象を誘起させセルの成長を促進する過程である.第3段階は,セルの成長を制御する冷却過程である.本研究では,第2段階並びに第3段階のセルの核生成及びセル成長を制御するガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象を急激な圧力並びに温度変化に加え,新たに外部エネルギー(超音波等)を導入し,これがセル核生成及びセル成長へ及ぼす効果について検討した.その結果以下のことを明らかにした.(1)バッチ式成形装置を用いて,外部エネルギーとして超音波装置を負荷出来る成形プロセスシステムを構築することができた.(2)上記プロセスを用いて,種々の圧力,温度条件並びに加振条件でガス含有量を種々変えた各種プラスチックのガス/ポリマー溶解状態の試料成形を行った.そして,ガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象に及ぼす外部エネルギーとしての超音波の効果について検討できた.(3)押出発泡成形装置のセル核生成及びセル成長を制御するダイス部に外部エネルギーとしての超音波を付与し得るダイスの設計および試作を行うことができた.(4)(3)の装置を用いて種々の条件で成形を行い,サブミクロンのセルを有する成形品の押出連続成形プロセスの実用化に対する基礎的な指針を得る事ができた.サブミクロンセル構造の成形プロセスは,大きく次の3つの過程より成る.第1段階は,数多くのセル核を連続的に生成するためポリマー内に物理的発泡剤として窒素や二酸化炭素等のガスを高圧下で飽和させガス/ポリマー溶解状態を形成する過程である.第2段階は,ガス/ポリマー飽和状態の試料を減圧するとともにガラス転移温度付近に加熱することにより含有ガスの熱力学的な不安定現象を誘起させセルの成長を促進する過程である.第3段階は,セルの成長を制御する冷却過程である.本研究では,第2段階並びに第3段階のセルの核生成及びセル成長を制御するガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象を急激な圧力並びに温度変化に加え,新たに外部エネルギー(超音波等)を導入し,これがセル核生成及びセル成長へ及ぼす効果について検討した.その結果以下のことを明らかにした.(1)バッチ式成形装置を用いて,外部エネルギーとして超音波装置を負荷出来る成形プロセスシステムを構築することができた.(2)上記プロセスを用いて,種々の圧力,温度条件並びに加振条件でガス含有量を種々変えた各種プラスチックのガス/ポリマー溶解状態の試料成形を行った.そして,ガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象に及ぼす外部エネルギーとしての超音波の効果について検討できた.(3)押出発泡成形装置のセル核生成及びセル成長を制御するダイス部に外部エネルギーとしての超音波を付与し得るダイスの設計および試作を行うことができた.(4)(3)の装置を用いて種々の条件で成形を行い,サブミクロンのセルを有する成形品の押出連続成形プロセスの実用化に対する基礎的な指針を得る事ができた.サブミクロンセル構造体の成形プロセスは,大きく次の3つの過程より成る.第1段階は,数多くのセル核を連続的に生成するためポリマー内に物理的発泡剤として窒素や二酸化炭素等のガスを高圧下で飽和させガス/ポリマー溶解状態を形成する過程である.第2段階は,ガス/ポリマー過飽和状態の試料を減圧するとともにガラス転移温度付近に加熱することにより含有ガスの熱力学的な不安定現象を誘起させセルの成長を促進する過程である.第3段階は,セルの成長を制御する冷却過程である.本研究では,第2段階のセルの核生成及びセル成長を制御するガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象を,従来行われている急激な圧力並びに温度変化に加え,新たな外部エネルギー(超音波等)を導入することにより引き起こし,これがセル核生成及びセル成長への及ぼす効果について検討した.本年度においては以下の成果を得ることができた.(1)バッチ式成形装置を用いて,外部エネルギーとして本研究費補助で購入した超音波装置を負荷出来る成形プロセスシステムを構築すことができた.(2)上記プロセスを用いて,種々の圧力,温度条件並びに加振条件でガス含有量を種々変えた各種プラスチックのガス/ポリマー溶解状態の試料成形を行った.そして,ガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象に及ぼす外部エネルギーとしての超音波の効果について検討できた.その結果,セルの核生成及びセル成長を制御するガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象が,超音波(外部エネルギー)を付加することにより助長され,セル核生成及びセル成長に対してへ効果的である等の知見を得ることができた.サブミクロンセル構造の成形プロセスは,大きく次の3つの過程より成る。弟1段階は,数多くのセル核を連続的に生成するためポリマー内に物理的発泡剤として窒素や二酸化炭素等のガスを高圧下で飽和させガス/ポリマー溶解状態を形成する過程である。第2段階は,ガス/ポリマー過飽和状態の試料を減圧するとともにガラス転移温度付近に加熱することにより含有ガスの熱力学的な不安定現象を誘起させセルの成長を促進する過程である。弟3段階は,セルの成長を制御する冷却過程である。昨年度においては次の成果を得ることができた。種々の圧力,温度条件並びに加振条件でガス含有量を種々変えた各種プラスチックのガス/ポリマー溶解状態の試料成形を行うことが出来た。

そして,ガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象に及ぼす外部エネルギーとしての超音波の効果について検討できた。その結果,セルの核生成及びセル成長を制御するガス/ポリマー溶融状態の熱不安定現象が,超音波(外部エネルギー)を付加することにより助長され,セル核生成及びセル成長に対して効果的である等の知見を得た。本年度は,これらの知見を基に3段階のセルの生成,成長を制御する過程について検討を行い,以下の結果を得ることができた。(1)現有設備である押出発泡成形装置のセル核生成及びセル成長を制御するダイス部に外部エネルギーとしての超音波を付与し得るダイスの設計および試作を行った。(2)(1)の装置を用いて種々の条件で成形を行い,サブミクロンのセルを有する成形品の押出連続成形プロセスの実用化に対する基礎的な指針を得る事ができた。
SXP-MS 解析法の確立と応用

代用法として結合するタンパクをビオチン化するBioID法を酵母に導入し、標的タンパクと相互作用するタンパク群の同定に利用できた。またタンパク発現用の新しいゲノム編集技術としてCRISPR/Transposon geneintegration (CRITGI)法を開発した。本年度は物理的に接触もしくは至近距離にあるタンパク間同士を化学架橋剤で結合させ、細胞内の弱い相互作用で結ばれるタンパクネットワークの検出する技術の確立を試みた。出芽酵母細胞を架橋剤DSPで処理し、NAD+依存型デアセチラーゼ(サーテュイン)と結合するタンパクの同定を試みた。DSP処理の有無によって結合するタンパクの種類を比較したところ、DSP処理の有無に関わらず検出された主要な結合タンパクの数および量に有意な変化がなく、さらには微量かつ非特異的なタンパクの結合を起こしていた。この結果からDSPなどの化学架橋剤を用いた細胞内タンパク架橋ではタンパク間ネットワークの解明に使用できないと判断した。この失敗の代案として大腸菌タンパクビオチン化修飾酵素BirAと標的タンパクとの融合タンパクを細胞内で発現させ、標的タンパクと接触する結合タンパクにビオチン化していくシステム: proximity-dependent biotin identification (BIO-ID)を採用した。本手法を使い糖尿病および癌の原因となる解糖系酵素である出芽酵母ヘキソキナーゼHxk2にBirAを付加したHxk2-BirA融合タンパクを酵母細胞内で発現させ、ビオチン修飾したタンパクを質量分析装置により同定した。その結果、解糖系の重要遺伝子であるピルビン酸カルボキシラーゼであるPyc1が同定された。Hxk2-Pyc1間の相互作用は従来では報告されていなかったことから、Bio-ID法のよりタンパク間相互作用の同定に有効であることを示している。化学修飾剤を用いたタンパク解析は文献では報告されているが、今回試行した限りでは出芽酵母を使った場合にはタンパク間相互作用を検出には至らなかった。その理由として化学架橋剤を使っても解析タンパクに結合したタンパクを質量分析法で同定できなかったためである。本方法を諦め、代用法としてBIO-ID法を採用した。BIO-ID法によるタンパク間相互作用法では化学架橋剤を使用した場合に比べて、非特異的結合をかなり減らせるため有用であり、実際に特異的なタンパク間相互作用を検出できている。化学架橋剤の代わりにBIO-ID法を使うことで本課題を遂行することができると考える。(2)接触するタンパクのみを同定する方法として哺乳類培養細胞で開発されたBio-ID法を出芽酵母に導入した。(2) SILAC法は異なる同位体でタンパクを標識した二細胞間の全タンパク量変動を比較できる方法であるが、取得する質量分析データが莫大で、比較したい標的タンパクに関するデータが埋没する可能性があった。本研究では二細胞から抽出したタンパクを等量混合し、SDS-poly acrylamide gel電気泳動により目的タンパクを含むゲルバンドを単離し、ゲル内のタンパクを質量分析によって同定、安定同位体を使い存在比を比較した。本手法により二細胞間のタンパク量が正確に比較できる他、タンパク内の検出できる翻訳後修飾の存在比も比較できることが可能となった。(1)化学架橋剤で細胞をを処理し、標的タンパクおよび架橋剤処理で結合した結合タンパクの同定を試みた。その結果、架橋処理によるタンパク精製用の抗体が標的タンパクに結合できず、タンパクの精製量が架橋剤を未使用の場合よりも著しく減少した。さらに使用した化学架橋剤(DSP)の分子腕長が12オングストロームと長く、非常に多くのタンパクを架橋してしまった。そのため標的タンパクによって共沈するタンパク因子が多すぎる夾雑タンパクのために確認できなかった。さらに質量分析を使用して標的タンパク複合体の構成因子の同定を試みたが、高いm/zノイズシグナルのために、全くタンパクの同定に至らない問題が生じた。哺乳類細胞と違い、出芽酵母細胞では自らビオチン化されるタンパクが想定よりも多く、標的タンパクと相互作用する因子の同定は、タンパク量が多いものであれば同定できたが、非常に微量である場合タンパクの同定が難しいことが分かった。(1)出芽酵母を研究材料に、化学架橋剤であるDithiobis (succinimidyl propionate) (DSP)で細胞を処理し、標的タンパクと結合する因子群の同定を行なった。しかしながら、多くのタンパクが非特異的結合を起こすため、実用的な技術とはならなかった。(2)相互作用するタンパクのみを同定する方法として哺乳類細胞で開発された接触したタンパクにビオチン化修飾を加えるBio-ID法を出芽酵母に導入した。その結果、いくつかのタンパク複合体を検出することができた。しかしながら出芽酵母内で無作為にビオチン化されるタンパクが多すぎるため、研究手法の実用性には乏しかった。(3)関連技術として標的のタンパクの大量発現を行なうために、外来遺伝子を出芽酵母のTy1レトロトランスポゾンに多コピーで挿入するゲノム編集技術(CRISPR/Transposon gene integration: CRITGI)を開発した。この手法はタンパクの大量発現だけでなく、特定のアミノ酸の有無によってタンパク発現誘導を掛けることができるため、遺伝子発現誘導の手法の多様性をもたらした。

今後の方針:BIO-ID法によるタンパク間相互作用の検出システムをさら進化させる予定である。BirAはタンパクの特定のアミノ酸配列を認識してビオチン化するため、接触したタンパクを無差別にビオチン化する変異を導入する。またBirAの行動範囲を拡げるために、標的タンパクとBirAとの間にアミノ酸側鎖が小さく空間的自由度が高いグリシン鎖を付加することで、タンパク複合体の様々なタンパク因子をビオチン化修飾するように改変する。また標的タンパクのアミノ基末端もしくはカルボキシル基末端にもBirA-グリシン鎖を結合できるような癒合タンパクの作製を行なう。出芽酵母では内在性のビオチン化タンパクが他の生物種に比べて多く、少量の新規のビオチン化タンパクの検出が難しい状況にある。この困難を克服するために、大腸菌でタンパクーBirA融合タンパクを発現、精製し、内在性ビオチン化タンパクを除いた出芽酵母細胞抽出液を使って相互作用する因子を同定する予定である。本法によって少量でしか結合しないタンパクであってもはっきりと検出することができると考えている。このように本課題はタンパク間相互作用の検出方法を化学架橋剤使用からBIO-ID法に変更し、タンパク間相互作用を検出していく。(1)架橋剤の種類を変える。今回研究に使用したDSPは12オングストロームの長い架橋アームをもち、タンパク間の相互作用の有無に関係なく近至近距離にあるタンパク群を一括して結合させてしまう。DSPの代わりに4オングストロームの架橋アームを持つホルムアルデヒドもしくは7.72オングストロームのdisuccinimidyl glutarate (DSG)を使用することを計画している。(2) BIO-ID法とSILAC法の組み合せを使用する。出芽酵母では内在性のビオチン化タンパクが非常に多いため、出芽酵母細胞抽出液を一旦ビオチン抗体ビーズで処理し内在性ビオチン化タンパクを除く。出芽酵母で発現し単離した大腸菌由来のビオチン化修飾酵素BirAとの融合した標的タンパクと細胞抽出液を混合し、ビオチン存在化で相互作用するタンパクをビオチン修飾を付加し、ビオチン抗体を使って精製、質量分析により網羅的に全結合タンパクを同定する。SILAC法を用いて、野生株および同定したタンパク因子をコードする遺伝子欠損株を異なった同位体で全タンパクを標識し、細胞内タンパクをそれぞれ等モル量ずつ混ぜ合わせた細胞抽出液を調製する。内在性ビオチン化タンパクを除いた後に、精製したBirA融合タンパクを加え、結合するタンパクを質量分析によって同定し、さらに異なった同位体に起因するMSシグナル比を計算することで、野生株および変異株間で標的タンパクとの複合体構成因子を比較する計画を進める。
強力超音波音場内に形成された反応場における異種高分子材料界面の接合機構

1.振動系の設計・製作溶融型プラスチック材料に対しては縦振動型溶接機を基本とし、非溶融型プラスチック材料に対しては横振動型溶接機を設計・製作した。平行して振動子の最適設計基準としてボルト締めランジバン型振動子のボルトに関してシミュレーションを行ない、細目ネジによる組立が有効であることを明らかにした。2.各種プラスチックの接合機構の検討超音波接合過程を発熱機構と接合機構の2段階に分けて検討した。発熱機構においてはそのモデルを横振動型溶接法とした。その結果、現在利用されている周波数帯域では摩擦発熱が優勢であること、界面の摩擦係数が小さいほど発熱量が大きいこと、さらには材料の第1次共振点より高い周波数では粘性発熱が支配的になることを見出した。接合機構に関しては、接合試料に対して接合強度の測定、接合部の分子構造(成分分析)の測定、電子顕微鏡による機械的構造の観察を行ない、検討した。比較のため母材に対しても同様の実験を行った。X線光電子分析の結果、超音波振動による変質は見られなかった。電子顕微鏡による観察から、溶融型材料においては接合界面における溶融状態および溶融材料の層状もしくは粒状の相互侵入状態が確認できた。非溶融材料については剪断型(PTFE)と炭化型(PI)のそれぞれにおいて、繊維状組織による機械的接合、層状組織による機械的接合状態が確認できた。以上のことから接合モデルとして、(1)接合界面における:分子結合の生成(2)接合界面における分子同士の機械的結合(3)アンカー効果による接合(この場合は材料が溶融型、剪断型、炭化型のいずれに属するかにより機械的構造が異なる)(4)分子固有の性質により接合できない、という4種に分類できることが分かった。超音波プラスチック接合における接合機構を検討するため、今年度は研究内容を大きく2つに分けた。1つは超音波振動を与えたときの発熱機構のモデル化およびシミュレーションであり、もう1つは代表的な難溶着性材料と異種材との超音波接合の試みである。対象はいずれも2枚重ねにしたプラスチックフィルムの接合である。前者では剪断振動を与えたときの発熱モデルとして、界面における摩擦発熱と材料の粘弾性に伴う粘性発熱に着目したモデルを提案し,シミュレーションにより発熱現象を定性的に明らかにした。その結果,現在利用されている周波数帯域では摩擦発熱が優勢であること,アンビルと下層フィルムとの間は完全固定が最良であること,フィルム界面の摩擦抵抗係数が小さいほど発熱量が大きいこと,材料の第1次共振点より充分に低い周波数領域では摩擦発熱が支配的であるが、共振点近傍のより高い周波数においては粘性発熱が支配的になること、などが分かった。さらにシミュレーション結果の評価のため、新たに捩り振動子を製作し,接合実験を行った。後者では摩擦を加えたときの表面形状の変化により材料を3つの型に分類した。剪断型(代表例はテフロン:PTFE)、炭化型(代表例はポリイミド:PI)、溶融型(汎用プラスチック)である。溶融型の代表例として,ここではポリプロピレン(PP)とポリエチレン(PE)を用いた。現在までにPTFE/PTFE、PI/PIおよびPTFE/PP,PTFE/PEの組み合わせについて接合状態が得られた。接合部剥がし面のX線光分光分析結果からは新たな物質の生成が見られないこと,SEMによる接合部の観察、および接合強度が引張り方向に強く剥がし方向に弱いことから、超音波振動による発熱と攪拌効果によって機械的に接合していることが分かった。さらに異種材料間の接合の可否を検討するため、ポリイミドと銅の接合実験も試み、接合状態を得た。前年度の研究においては,以下のような成果を得た.(1)剪断方向の振動を与えたときのプラスチックの発熱機構の検討

(2)プラスチックを摩擦を加えたときの表面形状の変化により剪断型(PTFEなど)、炭化型(ポリイミドなど)および溶融型(汎用プラスチック)に分け、各組合せにおける接合状態を検討した。その結果接合状態の分類は材料に依存するものではなく、各組合せによる界面の微視的構造変化に大きく依存すると推定された。そこで今年度は異種プラスチック間の接合状態を次のように分類し、接合界面についてX線分析による新生成物の発生の有無、分子レベルにおける機械的接合、巨視的レベルにおけるアンカー効果の有無について測定した。(1)新生成物の発生:ESCA(X線光電子分析)により超音波エネルギーによる新たな分子結合(特に水素結合)の発生の有無について検討した。これが検出された場合、超音波接合においては最も強度の高い接合状態が得られる。(2)分子レベルでの機械的接合:EDS分析により各界面における分子の侵入具合を可視的に観察した。界面全体に亘って結合が生じていれば高強度の接合が得られる。(3)アンカー効果による接合:溶融状態に至った各材料が超音波振動により絡み合うことにより、接合状態に至る。SEM観察により、この状態の有無を観察した。溶融プラスチックの流動方向も調べることにより、接合強度との関係が明らかになる。(4)その他の場合:全く接合状態には至らない。本研究で使用した材料間では全て接合状態に至っており、この場合に当てはまるものは無かった。ただしPTFE/PEについては、時間経過にしたがって接合状態が解けた。接合状態を維持するためには接合直後の急冷が極めて有効であったことから、基本的には(3)の状態であり、PTFEの排他性により接合状態が解けたことが分かった。
ケモカインLARCの細菌感染防御における役割

本研究では、細菌性腸管感染症のモデルの一つであるマウスへのサルモネラ繭の経口感染実験系を主に用いることによって、CCchemokineであるLARCの腸管およぴリンパ細織での細菌感染症における役割を明らかにすることを目的とした。感染実験には、免疫していないマウスを用いて強毒株を感染させる1次免疫応答を調べる系と、あらかじめ弱毒株でマウスを免疫してから強毒株を感染させる、2次免疫応答を調べる系を用い、それぞれの段階でのLARCの役割をLARCに対する抗体などを用いて解析する計画を立てた。マウスの個体におけるLARCの役割を解析するために、まずマウスLARCに対する中和モノクローナル抗体の作成を試みた。その結果マウスLARCに対する特異的抗体産生株を樹立したが、マウスLARC中和活性はほとんど認められなかった。サルモネラ菌の感染局所におけるLARCの発現と免疫担当細胞の増減を調べるためにサルモネラ菌の経口免疫およぴ経口感染の実験条件を検討した。その結果、経口免疫に用いるサルモネラ菌として弱毒菌を用い、強毒株に対して明らかな感染防御効果が見られる経口免疫の条件を見いだした。その条件に基づいて免疫前後、challenge後の各時間において、腸管、肝臓および脾臓を採取し、凍結標本およびホルマリン固定標本を作製した。現在サルモネラ菌感染局所におけるLARCの発現と免疫担当細胞の増減を調べている。また、ヒト腸管由来細胞株と腎臓上皮由来細胞株を解析し、IL-1βまたはTNFαによるLARC産生にはNF-κBの活性化が必要なことを明らかとした。さらにin vivoにおいて炎症の局所で席生されるIL-1βおよびTNFαによってLARCの産生が誘導される事を示唆した。また、アトピー性皮膚炎の局所においてケラチノサイトがIL-1βおよびTNFαによってLARCを産生し、それによって未熟dendritic cellとmemory/effector T cellsがアトピー性皮膚炎の皮膚に誘引されることを示唆した。(A)マウスLARCに対するポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の作成マウスLARCに対するポリクローナル抗体が市販されたので、今年度は自作のポリクローナル抗体は作成せず市販の抗体を購入し、抗マウスLARC抗体産生ハイブリドーマのスクリーニングに用いるELISAおよびウエスタンブロットの条件検討に使用した。精製マウスLARCを免役したハムスターの脾臓細胞とミエローマ細胞との融合によりハイブリドーマを作成し、精製マウスLARCを抗原として抗マウスLARC抗体産生細胞をELISAによってスクリーニングしたところいくつかの陽性クローンが得られた。そのうち一株はマウスLARCに対する反応性が高く、現在その特異性をドットブロット法などで解析中である。(B)サルモネラ菌感染の感染局所におけるLARCの発現と免疫担当細胞の増減本年度の研究実施計画に述べたように、以前にサルモネラ菌のマウスに対するLD50とLD100を測定した。ところが新設された当施設のP3感染実験が行える実験室では以前の温度条件などが異なるので、今後本研究を行う当施設でのLD50とLD100を測定し直した。また、サルモネラ菌生菌少量の経口投与による免疫後に致死量のサルモネラ菌を経口感染させ、その後の生死を観察し、生存曲線より経口免疫の効果を調べ、経口免疫に適切な菌数などの条件をほぼ決定した。現在サルモネラ菌感染局所におけるLARCの発現と免疫担当細胞の増減を調べ始めた。(C)

LARCに対する抗体のin vitroにおける効果上に述べたように、抗体はまだ作成できていないので抗体が作成できたらおこなう予定である。上に述べたように、抗体はまだ作成できていないので抗体が作成できたらおこなう予定である。本研究では、細菌性腸管感染症のモデルの一つであるマウスへのサルモネラ菌の経口感染実験系を主に用いることによって、CC chemokineであるLARCの腸管およびリンパ組織での細菌感染症における役割を明らかにすることを目的とした。感染実験には、免疫していないマウスを用いて強毒株を感染させる1次免疫応答を調べる系と、あらかじめ弱毒株でマウスを免疫してから強毒株を感染させる、2次免疫応答を調べる系を用い、それぞれの段階でのLARCの役割をLARCに対する抗体などを用いて解析する計画を立てた。マウスの個体におけるLARCの役割を解析するために、まずマウスLARCに対する中和モノクローナル抗体の作成を試みた。その結果マウスLARCに対する特異的抗体産生株を樹立したが、マウスLARC中和活性はほとんど認められなかった。サルモネラ菌の感染局所におけるLARCの発現と免疫担当細胞の増減を調べるためにサルモネラ菌の経口免疫および経口感染の実験条件を検討した。その結果、経口免疫に用いるサルモネラ菌として弱毒菌を用い、強毒株に対して明らかな感染防御効果が見られる経口免疫の条件を見いだした。その条件に基づいて免疫前後、challenge後の各時間において、腸管、肝臓および脾臓を採取し、凍結標本およびホノレマリン固定標本を作製した。現在サルモネラ菌感染局所におけるLARCの発現と免疫担当細胞の増減を調べている。また、ヒト腸管由来細胞株と腎臓上皮由来細胞株を解析し、IL-1βまたはTNFαによるLARC産生にはNF-κBの活性化が必要なことを明らかとした。さらにin vivoにおいて炎症の局所で産生されるIL-1βおよびTNFαによってLARCの産生が誘導される事を示唆した。また、アトピー性皮膚炎の局所においてケラチノサイトがIL-1βおよびTNFαによってLARCを産生し、それによって未熟dendritic cellとmemory/effector T cellsがアトピー性皮膚炎の皮膚に誘引されることを示唆した。
異種二核窒素錯体を用いた次世代を担う触媒的窒素固定法の開発

工業的な触媒的窒素固定プロセスであるハーバー・ボッシュ法は高温高圧の過酷な反応条件を必要とするエネルギー多消費型プロセスであり、世界のエネルギー消費の数%を占めるとされる。そのため常温常圧という穏和な反応条件下で進行する代替法の開発は、持続可能な社会を実現する上で科学者が達成すべき最重要課題の一つであるといえる。申請者は、常温常圧で進行し実用化に耐え得る高活性な触媒的アンモニア生成法の開発を研究目的として、鉄及びモリブデンからなる異種二核窒素錯体を新たな触媒として分子設計し、ハーバー・ボッシュ法に取って代わる触媒的アンモニア生成法の実現を目指した。本年度行った研究の結果、分子設計した異種二核窒素錯体の合成に成功した。さらに合成した窒素錯体を用いた、光エネルギーによる窒素-窒素間3重結合切断を鍵とする窒素分子のアンモニアへの変換反応の開発に成功した。しかしアンモニアの生成量は化学量論量に留まり、当初の目標である触媒的アンモニア生成反応の開発には至らなかった。そこで反応の触媒化を目的に、本反応系におけるアンモニア生成の反応機構について詳細な検討を行った結果、反応鍵中間体であるニトリド錯体のプロトン化反応において、分子内のフェロセン部位の酸化によって誘起された対応する窒素架橋錯体生成という副反応が、アンモニア生成反応の触媒化を妨げている要因であることを明らかにした。残念ながらこの事実は本反応系において触媒的アンモニア生成反応を達成することは困難であることを示すものではあったものの、その代わりに本反応系が錯体の酸化還元反応を制御することにより、窒素分子の窒素-窒素間結合の切断及び生成反応を可逆的に進行させることができる、これまでにない特異な反応系であることを明らかにした。研究計画において分子設計した異種二核窒素錯体の合成に成功し、さらにその錯体を用いた温和な反応条件下で進行する窒素分子の化学量論的アンモニア変換反応を達成したため。しかしながら、研究の最終目標である触媒的アンモニア生成反応開発は未だ達成できておらず、今後の課題であるといえる。
修験道からみた日本人の信仰生活

昨年度までの研究成果を踏まえて、本年度は、信者に対する修験者の活動の実態と、その歴史的変遷の解明に課題を設定した。まず近世期についてみると、「良覚院一件」(東北大学図書館所蔵)などの史料から、仙台藩の修験者は、その霞場において、(1)正・五・九月の守札の配付、(2)年暮の幣束の配付、(3)入仏・遷宮、(4)諸供養開眼、(5)湯殿行火注連・参詣道者先達、(6)火伏・地祭、(7)跡祈祷・寅返・火浄などを職分にしていたことが明らかになる。また同様の史料は、森毅「奥州地方の修験道史料」(『日本宗教史研究年報』6、佼成出版社)などにも紹介されており、盛岡藩や会津藩でも、修験者は霞場において同様の活動を行なっていたことが確認される。守札や幣束の配付、堂社に関する活動、参詣者の先達、火伏や地祭といった建築儀礼、跡祈祷や寅返などの葬送儀礼に関する活動など、修験者たちは、葬式自体を除く人々の生活全般に関与していたと考えられるであろう。そして、現代における修験者の活動を調査すると、現代の修験者たちは、近世期の活動内容を踏襲する形で、やはり信者の生活全般に関わる活動を行なっていることが明らかになる。無論、個々の修験者の活動を比較すれば、その内容には若干の相違もあり、また時代に伴う変化も認められる。しかし大勢としては、現代の修験者たちも上記の(1)(7)の活動を継続しているとみることができる。そして、その際には各寺に伝わる近世・近代期の古文書を用いて、祈祷を執行し、守札を作成しているのである。明治五年(1872)の太政官布告により修験道は廃止されたが、そうした制度上の変遷とは別に、修験者たちは近世期の活動を継続し、そして現在に至っていると捉えられる。
プロジェクションマッピングを応用したデバイスレスな教育・学習環境の研究

本研究課題ではダイナミック・プロジェクションマッピング技術に類する手法を応用した新しい教育・学習環境の実現のための方法を研究している.天井に設置したプロジェクタとセンサを用いて,各学生の机の上に従来デバイスと同様のUI(ユーザ・インタフェース)を投影することを目指している.机の上にプロジェクタなどを用いてUIを投影する手法は,デーブルトップ・ユーザインタフェースなどと呼ばれ,すでによく知られているが,本研究手法はプロジェクタの投影領域の一部を使って複数の学習者のUIをそれぞれ投影する.こうすることにより,1台のプロジェクタで複数の学生のUIを同時に投影できるほか,机の配置の自由度が向上するなどの利点が得られる.2018年度の研究活動では,本研究課題が目指す学習環境を実現するための技術的課題の整理と,その要素技術である(1)複数のセンサおよびプロジェクタを統合的に扱う方法,(2)指先のジェスチャを認識してUIを操作する方法,(3)机を認識してそれぞれの机にUIを投影するための方法について,それぞれ具体的な方法の検討およびシステムの試作を行った。(1)については,システム全体のアーキテクチャの検討,独自の通信プロトコルの設計,センサデータの統合化手法,システムの試作及び評価を行った.(2)については画像処理技術を応用した手法による試作と検証を行った.(3)については,様々な机の形状や向きを考慮した机の認識およびUIの投影手法について検討・試作を行った.これらの成果については2019年度中の活動として学会などで発表していく予定である.使用するセンサの選定に想定外の対応が必要となるなど,これまでに研究進捗に影響を及ぼす事案が発生した.しかしながら後述するように,研究自体は進展があり,検討段階での課題の抽出とその対応は計画当初よりも成果が得られていると考えている.結果としておおむね順調に進展していると考えられる.本研究課題では,代表研究者が以前より行っているFollowable Computing(FCと略す)の概念を教育環境に適用するものとして検討していた.FCの研究ではTOF(Time-of-Flight)と呼ばれる方式の深度センサを用いていた.そのセンサが販売中止になったため,本研究課題ではStereo Camera方式の最新の深度センサを使用することを計画していた.2018年の研究では,実際に同製品を導入して検証をおこなった.しかしながら,本研究課題の遂行に耐えうるほどの精度を得ることができないと判断し,別の方法を改めて検討する必要が生じた.代替センサーの選定や手配,これに伴う実験システムの変更などの作業が生じ遅れが生じた.また,複数センサおよびプロジェクタを用いることについて,評価実験のために必要となるツール等の開発が想定よりも多く必要になることが明らかになり,これらを含めた工数の増加も研究進捗を遅らせる理由の一つにもなっている.これらの結果,2018年度分の研究活動の成果を2018年度中に学会等で発表できないなどの遅れが生じている.その成果は2019年度中に発表すべく,すでに準備が進んでいる.研究自体も継続して進展している状況であり,おおむね順調に進展していると考えている.2018年度の研究活動で得られた成果を2019年度中に学会等で発表する.すでに,国内学会などへ投稿するための準備を進めているほか,当初の予定になかった国際会議での発表準備も前倒しで進めている.研究そのものについても,2018年度の予算でほぼすべての機材の手配が完了し研究を進めていくための環境が整った.これらを活用し研究を推進していく予定である.具体的には,(A)指先のジェスチャを認識してUIを操作する方法の高精度化,(B)机を認識してそれぞれの机にUIを投影するための方法の実用化,を中心とした研究活動を行う.(A)については,2018年度の研究活動で得られた結果を踏まえて,センサデータの取り扱いを変更するとともに機械学習の仕組みを導入する方法を検討している.すでに,手の形状を機械学習により認識する方法は導入していたが,これをジェスチャ認識に応用する.ジェスチャは使用者によってばらつきの幅があり,単一のアルゴリズムによる検出方法では実用的になりにくいと判断した.一方,機械学習による方式は処理負荷が高いため,この対策についても同時に検討していく計画である.(B)については,1つのプロジェクタから複数の机へ同時にUIを投影することができることを試作システムにより確認しているが,様々な机の形,向き,レイアウト変更へのリアルタイムな適応など,実用化には課題が残っている.現状の仕組みに対して,オブジェクトトラッキングの手法を導入して認識結果を安定させる方法により,実用性を向上させる計画である.本研究課題ではダイナミック・プロジェクションマッピング技術に類する手法を応用した新しい教育・学習環境の実現のための方法を研究している.天井に設置したプロジェクタとセンサを用いて,各学生の机の上に従来デバイスと同様のUI(ユーザ・インタフェース)を投影することを目指している.机の上にプロジェクタなどを用いてUIを投影する手法は,デーブルトップ・ユーザインタフェースなどと呼ばれ,すでによく知られているが,本研究手法はプロジェクタの投影領域の一部を使って複数の学習者のUIをそれぞれ投影する.こうすることにより,1台のプロジェクタで複数の学生のUIを同時に投影できるほか,机の配置の自由度が向上するなどの利点が得られる.2018年度の研究活動では,本研究課題が目指す学習環境を実現するための技術的課題の整理と,その要素技術である(1)複数のセンサおよびプロジェクタを統合的に扱う方法,(2)指先のジェスチャを認識してUIを操作する方法,(3)机を認識してそれぞれの机にUIを投影するための方法について,それぞれ具体的な方法の検討およびシステムの試作を行った。