hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
想定に漏れた環境変化に耐えるソフトウェアを実現する実行時モデル更新技術

近年のソフトウェアシステムは環境変化に対して柔軟に動作を継続する自己適応性が求められる.従来の開発手法では,開発時に想定された環境変化に対してのみ保証を伴った適応を可能にする.しかし実行時に直面する環境変化を開発時に想定し尽くすことは困難である.従来の開発手法では想定漏れのリスクは避けられない.そこで本研究では「開発時の想定に漏れた環境変化」に対しても耐えるソフトウェアを実現するための実行時モデル更新技術を提案した.環境・要求・動作仕様モデルをシステムが実行時に保持し,想定から漏れた変化を環境モデルに反映し,安全性を保証する動作仕様をシステム自身によって実用的な速度で導出する技術を構築した.本研究では,安全性を保証する動作仕様を実行時に,機械的に,実用的な速度で導出する技術を確立することで,「開発時の想定から漏れた変化」に対する適応を可能にする自己適応ソフトウェア開発の実現を目指している.具体的には,[目的1]環境モデルの実行時更新技術の確立と,[目的2]保証を伴う動作仕様の実行時自動導出技術の確立を達成する.平成28年度は,目的1,2それぞれの達成のため要素技術を開発した.具体的には,[実施項目1]環境モデル実行時更新技術と,[実施項目2]保証を伴う動作仕様の実行時導出技術を確立した.[実施項目1]では,機械学習を応用したLaballed Transition System(LTS)ベースの環境モデル学習手法を構築した.実行時に得られた実行トレースを基に,環境モデル内のありうる遷移の尤度を,確率的勾配効果法を用いて高精度かつ効率的に導出する手法を提案した.[実施項目2]では,階層Discrete Controller Synthesis技術を提案した.複数の制御対象を含む環境モデルを制御対象毎に分割,抽象化を行い,個々の制御対象の動作仕様自動生成時間の大幅な短縮を実現した.さらに,制御対象毎の動作仕様を環境モデルと見立て,制御対象間の相互作用仕様を自動生成することで,制御対象間の競合,衝突を避ける手法を提案した.また,確立した技術を組合せ,地走ロボットシステムに応用し,初期の簡易的な評価実験を行った.平成28年度に達成目標としていた[実施項目1]環境モデル実行時更新技術と,[実施項目2]保証を伴う動作仕様の実行時導出技術の基礎部分は当初の予定通り達成した.近年のソフトウェアシステムは環境変化に対して柔軟に動作を継続する自己適応性が求められる.従来の開発手法では,開発時に想定された環境変化に対してのみ保証を伴った適応を可能にする.しかし,実行時に直面する環境変化を開発時に想定し尽くすことは困難である.従来の開発手法では想定漏れのリスクは避けられず,リスク低減のための過度な設計は開発工数の飛躍的な増大を招く.そこで本研究提案では,「開発時の想定に漏れた環境変化」に対しても耐えるソフトウェアを実現するための実行時モデル更新技術を提案する.環境・要求・動作仕様モデルをシステムが実行時に保持し,想定から漏れた変化を環境モデルに反映し,安全性を保証する動作仕様をシステム自身によって実用的な速度で導出する技術の確立を目標とする.平成29年度では,実用に耐えうる品質となるように[実施項目1]環境モデル実行時更新技術,[実施項目2]保証を伴う動作仕様の実行時導出技術を拡張,発展させた.平成28年度の評価結果を踏まえ,実行速度,精度等の観点から品質上の課題を洗い出し,各技術の洗練化を行った.また,洗練化された技術を複数の例題で評価し,開発工数と,環境変化に対する頑健性の観点からの評価を行った.近年のソフトウェアシステムは環境変化に対して柔軟に動作を継続する自己適応性が求められる.従来の開発手法では,開発時に想定された環境変化に対してのみ保証を伴った適応を可能にする.しかし実行時に直面する環境変化を開発時に想定し尽くすことは困難である.従来の開発手法では想定漏れのリスクは避けられない.そこで本研究では「開発時の想定に漏れた環境変化」に対しても耐えるソフトウェアを実現するための実行時モデル更新技術を提案した.環境・要求・動作仕様モデルをシステムが実行時に保持し,想定から漏れた変化を環境モデルに反映し,安全性を保証する動作仕様をシステム自身によって実用的な速度で導出する技術を構築した.平成29年度では,[実施項目1]環境モデル実行時更新技術と,[実施項目2]保証を伴う動作仕様の実行時導出技術の洗練化を図る.前年度の評価結果を踏まえ,実行速度,精度等の観点から品質上の課題を洗い出し,各技術の洗練化を行う.また,洗練化された技術を複数の例題で評価し,開発工数と,環境変化に対する頑健性の観点からの評価を行う.具体的には,自動倉庫管理システムや自動清掃システム等のスマートシステムを例題とした評価実験を行う.ソフトウェア工学当初は,平成29年度に行われる実験用の事前準備を平成28年度中から進める予定であった.そのための物品費や技術調査用の人件費等を平成28年度予算に計上していたが,これらの購入,調査は平成29年度に実施することとしたため使用計画を変更した.研究計画には大きな影響はない.実験用の物品購入,技術調査を平成29年度に実施する.
合成音声の検知と製品推定のためのキャラクター識別

人間の音声と聞き間違えるような合成音声の高品質化・高性能化は、生活を豊かにする一方で、犯罪への利用が懸念される。犯罪に利用された音声が人間の音声か合成音声かの誤判断は犯罪捜査に影響を与える。ここでは以下の点を解明することで、安心・安全な社会に寄与することを目的とする。(1)合成音声と人間の音声の識別:合成音声の高品質化が図られているが、人間の発話を完全に模倣できているわけではない。そこで、両者の相違点を見出し、それらを指標とした識別手法について研究する。今年度は、整備した合成音声ソフトウェアを使用して、様々な音環境を含む文発話を予備実験用に作成した。波形接続による合成音声では、促音・撥音における調音結合、接近音や母音を含む連接部に不自然さが見られたが、現れ方には規則性が見られなかったので引き続き検討を行う。また識別器の違いを検討した結果、統計的判別モデルよりもDNNで識別性能が高くなることがわかった。任意の話者の音声を基に生成する合成音声ソフトウェアを整備し、その話者の肉声と比較することで合成音声との相違点の探索を試みることとしたがソフトウェアの整備にとどまった。その他、いわゆる「気付かない方言」をテキスト入力した場合、出力される合成音声は、方言としても標準語としても不自然である可能性が高いので、詐称の検出に有効と考えられることから、方言に着目した研究も行った。また法科学的利用を想定した周波数帯域を指定する比較方法について豪州の研究者と共同研究を行った。(2)合成音声のキャラクター識別:合成音声製品には複数のキャラクター設定があり、話速、声の高さ、イントネーションなど種々の条件を調整できる。製品のキャラクターの違いを話者の違い、種々の条件による変動を話者内変動とみなしてキャラクター識別を行う。今年度は、製品の市場調査を行うとともに、合成音声データベース化の準備を行った。任意の話者の音声を基に生成する合成音声ソフトウェアを整備し、その話者の肉声と比較することで合成音声との相違点の探索を試みることとしていたが、ソフトウェアの選定、取得に時間を要してしまい、相違点の探索を行うことができなかった。また、キャラクター識別に関しても、合成音声製品の市場調査を行い、製品を整備する予定でいたが、上記ソフトウェアの取得が決まらなかったので、こちらの製品の整備も進められなかった。これらについては、今年度実施する。一方、最近の標準的な話者認識手法であるi-vectorを用いた話者認識手法を本研究でも利用することを次年度以降に実施することを考えていたが、今年度取り組むことができたことから、学習から認識にいたる一連の過程に必要なツールの整備を行った。さらに、肉声を対象としたいくつかの実験を行い、得られた結果を発表することができた。(1)合成音声と人間の音声の識別:合成音声の長時間にわたる特徴を利用した識別を検討する。例えば、息継ぎは合成音声と人間の音声の識別で有効な指標と考えられる。長時間発話を対象とし、息継ぎの検知並びに指標とする有効性について検証する。また、合成音声の文節数が多くなるにつれてイントネーション句の音調に不自然さが見られたので、この点について、自然音声との比較検討を行う。また、これまでに確認した、口腔内圧による基本周波数の変化が合成音声では見られない点についての再検証を行う。さらに合成音声と人間の音声の識別に有効な音響特徴量の検討を行う。まずはASVspoof2015で最も高い判別率を示したCQCC(Constant-Q Cepstrum)およびその拡張であるeCQCCを実装し実験を行う。さらに、音源に着目した特徴量の検討も行う。同時にLSTMなど時系列を扱う識別器の検討も行う。任意の話者の音声を基に生成する合成音声ソフトウェアを使い、肉声と合成音声の違いについて、話者内音声変動と合成音声が重ならない特徴空間を見つけることを目的とした詳細な調査も行う。(2)合成音声のキャラクター識別:キャラクター識別実験を行うため、単語、短文などの同一発話を各アプリで生成し、音声データベースを構築する。話者認識では、i-vectorなどの機械学習により認識性能の改善が報告されていることから、本課題においても、それらを利用した識別を進める。

その他、いわゆる「気付かない方言」をテキスト入力した場合、出力される合成音声は、方言としても標準語としても不自然である可能性が高いので、詐称の検出に有効と考えられることから、方言に着目した研究も行った。また法科学的利用を想定した周波数帯域を指定する比較方法について豪州の研究者と共同研究を行った。(2)合成音声のキャラクター識別:合成音声製品には複数のキャラクター設定があり、話速、声の高さ、イントネーションなど種々の条件を調整できる。製品のキャラクターの違いを話者の違い、種々の条件による変動を話者内変動とみなしてキャラクター識別を行う。今年度は、製品の市場調査を行うとともに、合成音声データベース化の準備を行った。任意の話者の音声を基に生成する合成音声ソフトウェアを整備し、その話者の肉声と比較することで合成音声との相違点の探索を試みることとしていたが、ソフトウェアの選定、取得に時間を要してしまい、相違点の探索を行うことができなかった。また、キャラクター識別に関しても、合成音声製品の市場調査を行い、製品を整備する予定でいたが、上記ソフトウェアの取得が決まらなかったので、こちらの製品の整備も進められなかった。これらについては、今年度実施する。一方、最近の標準的な話者認識手法であるi-vectorを用いた話者認識手法を本研究でも利用することを次年度以降に実施することを考えていたが、今年度取り組むことができたことから、学習から認識にいたる一連の過程に必要なツールの整備を行った。さらに、肉声を対象としたいくつかの実験を行い、得られた結果を発表することができた。(1)合成音声と人間の音声の識別:合成音声の長時間にわたる特徴を利用した識別を検討する。例えば、息継ぎは合成音声と人間の音声の識別で有効な指標と考えられる。長時間発話を対象とし、息継ぎの検知並びに指標とする有効性について検証する。また、合成音声の文節数が多くなるにつれてイントネーション句の音調に不自然さが見られたので、この点について、自然音声との比較検討を行う。また、これまでに確認した、口腔内圧による基本周波数の変化が合成音声では見られない点についての再検証を行う。さらに合成音声と人間の音声の識別に有効な音響特徴量の検討を行う。まずはASVspoof2015で最も高い判別率を示したCQCC(Constant-Q Cepstrum)およびその拡張であるeCQCCを実装し実験を行う。さらに、音源に着目した特徴量の検討も行う。同時にLSTMなど時系列を扱う識別器の検討も行う。任意の話者の音声を基に生成する合成音声ソフトウェアを使い、肉声と合成音声の違いについて、話者内音声変動と合成音声が重ならない特徴空間を見つけることを目的とした詳細な調査も行う。(2)合成音声のキャラクター識別:キャラクター識別実験を行うため、単語、短文などの同一発話を各アプリで生成し、音声データベースを構築する。話者認識では、i-vectorなどの機械学習により認識性能の改善が報告されていることから、本課題においても、それらを利用した識別を進める。
衝撃波発生装置を用いた振動試験に基づく構造物の補強・損傷度評価に関する研究

地震時にける構造物の損傷や構造物の耐震補強効果を、振動試験に基づく固有周期や固有モードなど振動特性の変化から評価することは耐震工学において重要である。本研究では、まず、実存建物改修前後における振動試験に基づく振動特性の変化より、建物部位ごとの損傷/補強効果の評価を行った。また、構造物-地盤系の振動試験法として、上部構造のみの試験体で地盤の影響を考慮した構造物-地盤系の振動台実験法を開発した。この振動試験により得られる観測データに基づく構造物-地盤システム同定により、模型試験体を対象とした構造物の損傷/補強効果を把握するため基礎的技術の検討を行った。2001年度までに、実存建物として、1978年の宮城県沖地震で大きな損傷を受けた東北大学人間環境系研究棟(RC造9階)を対象に、インパクターによる加振実験と同建物における耐震改修前後の起振機振動試験を微動観測と合わせて実施した。竣工直後の振動実験結果と耐震改修前の振動実験結果に基づき、システム同定によりブロック分割した建物の部位ごとの損傷度評価法を適用した。その結果、建物の部位ごとの損傷度は宮城県沖地震の被害におけるひび割れ状況とよく対応した。次に、改修前後の振動試験に基づき、同じ手法により補強効果を評価し、建物部位ごとの剛性回復状況やねじれ振動の抑制などを定量的に確認することができた。2002年度は、昨年度までの研究成果を国内外において研究発表を行うとともに、サブストラクチュア法による構造物-地盤系の振動台試験法の開発を行った。まず、フィドバック加振可能な任意波形発生装置を用いることを前提とした数値実験を実施した。次に、実際の動伝型の任意波形発生装置を用いた構造物-地盤系の振動試験法の開発として、建物(模型試験体)が想定地盤に設置された場合の振動試験を実施し、観測データに基づくシステム同定により、試験方法の有効性を確認した。構造物の耐震補強や地震時における構造物の損傷による振動特性の変化として固有周期や固有モードの変化を振動試験によって把握することは耐震工学において重要である。さらに、振動試験に基づく補強や損傷の影響を解析的に追跡し、どの部位の補強損傷が振動特性の変化にどのように寄与しているのか明らかにするシステム同定技術の開発を行うことも重要である。本研究では改修前に振動実験を実施した既存建物における改修後の振動実験や野外における模型振動試験を行うとともに、これらの振動試験により得られる結果に対する解析的検討を行う。昨年度までに、実存構造物(東北大学工学研究科人間環境系研究棟SRC造9階建)を対象にインパクター加振試験と起振機を用いた振動試験、および微動観測を実施し、竣工直後の振動特性と比較することにより、耐震改修前の同建物の損傷度評価を行った。本年度は昨年度の改修前の振動試験、微動観測に対し、改修後に同じ起振機による振動実験、微動観測もあわせて実施し、改修前の結果との比較により、耐震補強効果の評価を行った。また、これらの試験のシュミレーション解析を通じ、補強効果を振動試験により評価するシステム同定手法の検討を行った。その際、対象建屋の竣工当時における振動特性を適切に表現できる骨組み解析モテルを用いることにより、部材を領域で区別することで改修前の損傷度評価と改修後の補強効果の評価を行った。さらに、小型の衝撃波発生装置を購入し構造物-地盤系の模型試験振動試験を実施するための準備と加振装置としての基礎的検討を行った。

地震時における構造物の損傷や構造物の耐震補強による振動特性の変化として、固有周期や固有モードの振動試験によって把握することは耐震工学において重要であり、振動実験に基づく損傷や補強の影響を解析的に追跡し、どの部位の損傷/補強が構造物-地盤系の振動特性にどの程度寄与しているかを明らかにする必要がある。本研究では実存建物改修前後における振動試験を行うとともに、これらの振動試験により得られる結果に対する解析的検討を行う。また、構造物-地盤系の振動試験法としてサブストラクチュア法に基づく実験方法の開発を行い、この振動試験により得られる観測データに基づく構造物-地盤システム同定により、模型試験体を対象とした構造物の損傷/補強効果を把握するため基礎的技術の検討を行う。昨年度までに、実存建物として東北大学人間環境系研究棟(RC造9階)を対象に、インパクターによる加振実験と同建物における耐震改修前後の起振機振動試験を微動観測と合わせて実施し、これらの振動試験結果に基づくシステム同定により建物の損傷/補強効果を部位ごとに評価する手法を検討した。本年度は、昨年度までの研究成果を国内外において研究発表を行うとともに、フィドバック加振可能な動伝型の任意波形発生装置を用いることを前提としたサブストラクチュア法に基づく構造物-地盤系の振動試験法の開発を行った。まず、想定地盤に設置される建物を対象とした数値実験を実施し、加速度観測記録から建物物性と地盤ばねのシステム同定を行い、サブストラクチュア法による実験手法の妥当性を検討した。また、上述の任意波形加振装置を用い、同一の建物(模型試験体)が種々の想定地盤に設置された場合の振動試験を実施し、観測データに基づく構造物-地盤システム同定により、試験方法の有効性を確認するとともに、模型試験体を対象とした構造物の損傷/補強効果を把握するため基礎的技術の検討を行った。
可換Banach環上の環準同形写像の自己線形性の研究

Banach環上の写像を考えるにあたっては3つの演算を保存する写像(準同形写像)を考えるのが自然であるが,スカラー倍の保存を仮定しない環準同形写像が自動的に線形であることもよくある。どのような場合環準同形写像は自動的に線形写像になるか考察した。可換Banach環上の環準同形写像の表現定理を得た。多くの可換Banach環がみたす条件を仮定すると,環準同形写像は極大イデアル空間上の連続写像と複素数体上の環準同形写像を用いて表すことができることを示し,これを用いてスペクトルが大きいような要素を含む可換Banach環上の環準同形写像が線形写像となることを与えた。特に,円板環上の環準同形写像は値域に非定数関数が含まれていれば複素線形か共役複素線形であることを示した。また,Banach環が有限次元となるための必要十分条件をBanach環値の同時多項式の言葉を用いてあたえた。また,単位円板上の有界正則関数全体からなる可換Banach環上の合成作用素についてそれが合成作用素全体のなかで孤立点になる場合と本質的コンポーネントについて考察した。また,単位円板上の有界正則関数全体よりなる可換Banach環のイデアルについてその閉包がいくつかの極大イデアルの共通部分と一致するようなイデアルの考察を行った。実可換Banach環から狭義の実可換Banach環への環準同形写像は,極大イデアル空間の間のある種の連続関数で記述できることを示した。また互いに特異な測度の特異性、および測度の絶対連続性が極大イデアル空間に表現できることを示し割算問題に応用した。また1つの外部関数で生成される閉イデアルがそのようになるときの必要十分条件を与えた。また、複素ユークリッド空間上のabsoluteノルムがsmoothであるための特徴付けを与えた。楕円型微分方程式に関連するWirtinger型不等式,微分幾何に関連があるといわれるBeesackの不等式を統一的に論じた。特に,Banach空間に値を持つ関数まで拡張した。C(X)上の荷重合成作用素の本質的ノルム及びHyers-Ulam stability constactが,ある種の同じレベル集合の言葉で完全に記述した。Banach環には3つの演算(和,スカラー倍,積)が定まっているのでBanach環上の写像を考えるにあたっては3つの演算を保存する写像(準同形写像)を考えるのが自然であるが,スカラー倍の保存を仮定しない環準同形写像が自動的に線形であることもよくある.どのような場合環準同形写像は自動的に線形写像になるか考察し以下のような結果を得た.可換Banach環上の環準同形写像の表現定理について考察した.可換Banach環がある条件(多くの可換Banach環がみたす)を満たす場合には環準同形写像を極大イデアル空間上の連続写像と複素数体上の環準同形写像を用いて表すことができることを示し,これを用いて環準同形写像が線形写像となるための十分条件を与えた.この結果により多くの環準同形写像が線形写像(すなわち多元環としての準同形写像)であることがわかった.

特に,円板環上の環準同形写像は値域に非定数関数が含まれていれば複素線形か共役複素線形であることを示した.また,Banach環が有限次元となるための必要十分条件をBanach環値の同時多項式の言葉を用いてあたえた.また,単位円板上の有界正則関数全体からなる可換Banach環上の合成作用素についてそれが合成作用素全体のなかで孤立点になる場合と本質的コンポーネントについて考察した.また,単位円板上の有界正則関数全体よりなる可換Banach環のイデアルについてその閉包がいくつかの極大イデアルの共通部分と一致するようなイデアルの考察を行った.Banach環には3つの演算(和,スカラー倍,積)が定まっているのでBanach環上の写像を考えるにあたっては3つの演算を保存する写像(準同形写像)を考えるのが自然であるが,スカラー倍の保存を仮定しない環準同形写像が自動的に線形である場合が多い。環準同形写像が自動的に線形写像になるための条件を考察し,スペクトルが大きいような要素を含む可換Banach環上の環準同形写像は線形写像となることを示した。この結果により円板環上の環準同形写像はじめ多くの環準同形写像が線形写像(すなわち多元環としての準同形写像)であることがわかった。実可換Banach環から狭義の実可換Banach環への環準同形写像は,極大イデアル空間の間のある種の連続関数で記述できることを示した。また,互いに特異な測度に対して、その特異性が円板上の有界正則関数のBanach環の極大イデアル空間に表現できることを示した。また互いに特異な測度の特異性、および測度の絶対連続性が極大イデアル空間に表現できることを示し割算問題に応用した。極大イデアルの共通部分で表せるイデアルの十分条件を与えた。また1つの外部関数で生成される閉イデアルがそのようになるときの必要十分条件を与えた。また,複素ユークリッド空間上のabsoluteノルムがsmoothであるための特徴付けを与えた。楕円型微分方程式に関連するWirtinger型不等式,微分幾何に関連があるといわれるBeesackの不等式を統一的に論じた。特に,Banach空間に値を持つ関数まで拡張した。C(X)上の荷重合成作用素の本質的ノルム及びHyers-Ulam stability constantが,ある種の同じレベル集合の言葉で完全に記述した。
振動暴露時の人体動的応答と心理的応答の関係の究明とその振動性能評価への応用

本研究では,人間が振動を受けた際の身体の動的応答を用いて,振動不快感に代表される心理的応答の定量的評価・予測法を構築することを目的とした.まず,振動台を用いた被験者実験により,鉛直・水平それぞれの振動を受けた際の被験者の身体の動き,および不快感を測定し,それらの定量的な関係について検討した.つぎに,振動を受けた際の人体の力学的な挙動を予測する数値モデルを構築し,それを用いて動的応答を予測することで,振動不快感評価に繋げる方法を示した.本研究では,人間が振動を受けた際の身体の動的応答を用いて,振動不快感に代表される心理的応答の定量的評価・予測法を構築することを目的とした.まず,振動台を用いた被験者実験により,鉛直・水平それぞれの振動を受けた際の被験者の身体の動き,および不快感を測定し,それらの定量的な関係について検討した.つぎに,振動を受けた際の人体の力学的な挙動を予測する数値モデルを構築し,それを用いて動的応答を予測することで,振動不快感評価に繋げる方法を示した.本研究では,人間が振動を受けた際の身体の動的応答を用いて,振動による不快感に代表される心理的応答の定量的評価・予測法を構築することを最終的な目標としている.ここで,低周波数領域では,身体全体が運動するグローバルな応答を感受することにより,それより高い周波数領域では,局部的な運動が卓越するローカルな応答を感受することにより,それぞれ不快感などの心理的応答が発現するものと推測できる.研究代表者らの既往の研究で,グローバルな応答と心理的応答との関係については,鉛直入力振動を用いた実験によりある程度解明できている.そこで,本年度の研究では,鉛直振動暴露時の身体のローカルな振動応答と心理的応答との関係を実験により明らかにすることを目的とした.年度の前半は実験施設の整備を行い,後半から実験を実施している.まず,被験者1名を用いた予備実験を実施し,鉛直振動を座位あるいは立位の被験者に与えた際の身体主要部位における振動応答と心理的応答の測定結果の比較から,実験で用いた525Hzの振動数範囲において,心理的応答の発現に関連が深い身体部位の応答は,振動数によって異なることを明らかにした.この結果に基づき,被験者12名を用いた本実験を実施し,上述の振動数範囲における定常的な正弦振動に対して測定した身体各部位における振動加速度とその際の振動不快感の関係を検討した.その結果,振動数により対象とする身体部位を変えることにより,動的応答から振動不快感を推定できる可能性を示した.研究成果は次年度以降に学会,および論文の形で公表する予定である.本研究では,人間が振動を受けた際の身体の動的応答を用いて,振動による不快感に代表される心理的応答の定量的評価・予測法を構築することを最終的な目標としている.ここで,低周波数領域では,身体全体が運動するグローバルな応答を感受することにより,それより高い周波数領域では,局部的な運動が卓越するローカルな応答を感受することにより,それぞれ不快感などの心理的応答が発現するものと推測できる.本年度の研究では,水平振動暴露時の身体の振動応答と心理的応答との関係を明らかにすることを目的とした実験を実施した.被験者12名を用いた実験において,座位あるいは立位の被験者に定常的な水平正弦振動を与えた際の身体主要部位における振動応答と心理的応答を測定した.その結果,実験で用いた220Hzの振動数範囲において,低い振動数領域では頭をはじめとする上半身の振動応答が心理的応答と高い相関を示したのに対し,高い振動数領域では脛,足の振動応答が心理的応答と相関が高いことが明らかとなった.また,実験と並行して振動暴露時の人体の振動応答を予測するための数値モデルの開発も開始しており,マルチボディダイナミクスに基づいた比較的簡易な数値モデルでの振動応答の予測を目指している.次年度は,前年度の鉛直振動に対する実験結果,および開発途中の人体の数値モデルを統合することで最終目標の実現を目指す予定である.なお,上記の本年度の研究成果は,次年度以降に学術論文や学会での研究発表の形で公表する予定である.本研究では,人間が振動を受けた際の身体の動的応答を用いて,振動による不快感に代表される心理的応答の定量的評価・予測法を構築することを最終的な目標としている.ここで,低周波数領域では,身体全体が運動するグローバルな応答を感受することにより,それより高い周波数領域では,局部的な運動が卓越するローカルな応答を感受することにより,それぞれ不快感などの心理的応答が発現するものと推測できる.本年度の研究では,まず,昨年度より開始していた振動暴露時の人体の振動応答を予測するための数値モデルの開発を行った.具体的には,マルチボディダイナミクスに基づいた比較的簡易な数値モデルを構築し,過去2年の研究期間内に実施した被験者を用いた振動実験,および研究代表者が過去に実施した被験者実験,それぞれにおける人体の振動応答の測定結果を用いて,構築したモデルの妥当性を検証した.つぎに,これまでの研究期間内に実施した実験,およびそれ以前の既往の研究で得られている人体の振動応答と心理的応答の定量的関係と,上記の人体の振動応答の予測モデルに統合することにより,人間が種々の振動を受けた際の振動応答を予測し,それに基づき心理的な反応を予測する手法を構築した.今後,様々な環境で人間が受ける振動に対するこの手法の妥当性をさらに検証した上で,振動に対する人間の快適性の評価に応用していくこととしている.
魚類における雌の配偶者選択と性差の進化に関する研究

配偶システム、子の保護様式、性差の程度などが異なる数種の魚類を対象にした調査により、以下のような結果が得られた。(1)カザリキュウセン:雌から雄へと性転換する際に、体色が地味な雌体色から派手な雄体色に変化する前に雄の配偶行動を開始する発見を利用し、体の大きさ・体色の派手さが異なる個体の間で雌に配偶者選択実験をさせたところ、体色が同じ場合は体の大きな雄が好まれ、体色が異なる場合は体が小さくとも派手な雄体色を示す個体を選ぶ傾向がみられ、雌は複数の雄形質を利用して配偶者を選んでいること、選択指標となる形質の間には優先順位があることが示唆された。(2)ハゼ科魚類:雄が巣を作り、卵を保護するウミタケハゼ・クモハゼの両種で、雄が求愛行動の際にのみ示す派手な婚姻色は、採取することのできる餌の質(藻類)など体のコンディションを示す可能性が示唆された。また、クモハゼでは雌は雄を体の大きさでは選んでおらず、他の形質が重要であること、さらに雌から雄だけではなく、雄から雌へという双方向の性転換をすることが確認された。(3)グッピー:沖縄県産野生化個体群をもちいた実験により、雄だけにみられる赤・オレンジ色の斑紋の数や大きさは雄親から息子へと伴性遺伝していることが判明し、雌の配偶者選択に重要な形質であると推測できた。しかし、それらの斑紋の色の鮮やかさは遺伝にはよらず、餌の質など環境要因が重要であり、雌は雄の斑紋の数・大きさ・色の鮮やかさを指標にすることにより、雄の遺伝的な質の高さと摂餌による体のコンディションの双方を判断できることが示唆された。なお、これらの結果の一部は平成11年11月に開催された日本動物行動学会で口頭発表を行い、現在論文を投稿準備中である。ペラ科魚類カザリキュウセンにおいて、雌の配偶者選択の指標をさらに明確にするため、沖縄の自然状況下で雄の除去実験を行った。その結果、派手な体色を持つ雄が消失すると、雌は地味な体色の雌を配偶相手として選ぶことが判明した。また、その直後に雄を戻す操作を行ったところ、雌の好みは大型雌から雄へと直ちに変化した。これらの結果は、派手な体色という指標がない場合には、雌は配偶相手を体長で選んでいることを示唆しているとともに、配偶相手の性の認知が正確でないことを示している。今後は、体色と体長のいずれが雌の配偶者選択の指標として重要であるかを、雌から雄への性転換機構とともに明らかにしていく予定である。また、ハゼ科魚類ウミタケハゼおよびクモハゼを用いて水槽実験を行い、それぞれの種で繁殖と性転換の様式を明らかにした。両種とも雄が巣をつくり、雌に産ませた卵を保護する雄縄張り訪問型の配偶システムであった。ウミタケハゼは雄の方が大きく、雌として繁殖した後、成長にともなって雄に性転換した。また、雄は雌に求愛する時、頭部が顕著に黄色となる婚姻色を示すことが明らかになった。このような求愛時のみ見られる雄の婚姻色は多くの魚類で知られているが、それが雌の配偶者選択に影響を与えているという報告はまだない。そこで現在、この婚姻色が雌の配偶者選択の指標となっているか、さらに婚姻色の鮮やかさが雄の体のコンディションなどを表しているかを明らかにするため、画像解析装置等を使用して実験を行っている。クモハゼでも小型の雌が成長とともに雄へと性転換することが確認されたが、その他に大型の雄が雌へと性転換した。この現象は、これまでの性転換理論ではうまく説明できず、今後さらに配偶システムや性転換の起こる状況を明らかにしていくことにより、性転換および配偶者選択の理論に新たな視点を開拓することが出来るのではないかと期待される。

しかし、それらの斑紋の色の鮮やかさは遺伝にはよらず、餌の質など環境要因が重要であり、雌は雄の斑紋の数・大きさ・色の鮮やかさを指標にすることにより、雄の遺伝的な質の高さと摂餌による体のコンディションの双方を判断できることが示唆された。なお、これらの結果の一部は平成11年11月に開催された日本動物行動学会で口頭発表を行い、現在論文を投稿準備中である。
人間型スイマーロボットを用いた水泳研究プラットフォームの確立と展開研究

本研究では,人間型スイマーロボットを用いた水泳研究プラットフォームの確立を目的とし,スイマーロボットの性能向上を実現した.まず平泳ぎ泳実現のため,ロボットの下半身に改良を施した.遊泳実験の結果,ストローク周期2.3sで泳速度0.12m/sを達成した.次にバタフライ泳を実現した.実際のスイマーのバタフライの泳動作をロボットに入力し遊泳実験を行った.その結果,ストローク周期3.45sで泳速度0.181m/sを実現した.さらにクロール泳の性能向上を行った.ロボットのリカバリー動作を修正し,遊泳実験を行ったところ,泳速度0.33m/sの安定したクロール泳が実現され,大幅な性能向上が達成された.1.スイマーロボットのハードウェアの改良のための基本設計を行った.自由遊泳試験において遊泳速度が遅かった原因としては,いくつかのハードウェア上の問題が挙げられる.例えば,モータのパワー不足や,樹脂製シェルの形状に問題のある箇所があったことなどである.また下半身については,クロールなどにおけるバタ足動作は可能であるが,平泳ぎのキックのような,より複雑な動作は不可能であった.そこでこれらの問題を解決するため,基本設計から見直しを行い,問題のある箇所について再設計を行った.2.基本設計結果に基づいて各部の詳細設計を行う.そして詳細設計の結果に基づき,スイマーロボットの改良部分の製作を行った.3.スイマーロボットのソフトウェアの改良を行った.前回の自由遊泳試験においては,遊泳速度が遅かったことに加えて,遊泳が安定していなかった問題があった.この原因は,遊泳時のロボットの姿勢をフィードバックして適切な姿勢になるよう泳動作を制御するアルゴリズムが導入されていなかったためである.よって姿勢制御アルゴリズムを検討し,プログラムとしてロボット内のマイコンに実装した.4.試験遊泳を行うため,実際の被験者スイマーの泳動作の撮影実験を行った.すなわち,本応募研究にて購入する水中CCDカメラ計4台を既存の水上CCDカメラ4台と同期させ,水上4台・水中4台の合計8台のCCDカメラを用いた.被験者スイマーには解剖学的特徴点にマーカーを貼付し,泳動作の撮影を行った.そしてモーションキャプチャーソフトウェアを用いて,マーカー点の三次元座標を算出した.1.ロボットの機構部などのハード,および制御プログラムなどのソフト両方のさらなる改良を行った.その結果,これまで実現不可能であった平泳ぎが実現可能となり,またバタフライ泳も実現可能となった.2.様々な被験者スイマーの泳動作の撮影実験を行い,それらの泳動作に対応する,ロボットへ入力する関節運動データの作成を行った.具体的には,これまでのクロールに加え,平泳ぎおよびバタフライの泳動作の関節運動データの作成を行った.3.作成された様々な被験者スイマーの泳動作に基づく関節運動データを入力とし,ロボットによる遊泳実験を行った.その結果,平泳ぎおよびバタフライについて,ともに推進を確認した.具体的には,平泳ぎの泳速度は,ストローク周期2.3 sにおいて,0.12 m/sとなった.またバタフライの泳速度は,ストローク周期3.5 sにおいて,0.170.20 m/sとなった.4.申請者らが開発した水泳の力学シミュレータを用いて,スイマーロボットのシミュレーションモデルを構築した.具体的には,まずロボットの身体形状をモデルに入力した.そして実験においてロボットに行わせた関節運動をモデルに入力し,シミュレーションにより求まる泳速度を測定結果と比較した.そして,測定結果と十分一致するようモデルに改良を施した.具体的には,まずモデル中の流体力特性を表現するパラメータ値を,シミュレーションと実験値がなるべく良く一致するよう同定した.5.国内外の関連会議に参加し,最新の資料収集や情報収集,および成果発表を行った.おおむね順調に進展しているが,ロボットの性能向上にまだ十分でないところがあるので,早急に性能向上を完了させる.1.前年度までに構築したスイマーロボットのシミュレーションモデルを用いて,身体各部に作用する流体力の詳細など,実験では測定困難な項目をシミュレータにより算出した.本算出は,実験を行った試技すべてについて行った.2.前年度までの実験結果と1のシミュレーション結果を合わせて詳細検討することにより,泳動作時の各局面において身体に作用する流体力の特性を明らかにした.3.パフォーマンス的に改善の余地が見られたクロール泳について,さらなる性能向上のための検討を行った.具体的には,クロール泳においてリカバリー動作(腕を水上で後ろから前に戻す動作)が失敗して手が水中に入ってしまう現象が見られた.そこでこの失敗を防ぐため,泳動作の改善と,強制的なローリング制御の2種類の方策を考案し,それぞれの効果を検討した.まず泳動作の改善については,自由遊泳中の肩関節のモータの角度を計測したところ,目標値とは異なることが判明した.そこでモータの追従性を考慮し,より実現が容易な目標角度に修正を行った.また強制的なローリング制御については,ロボットの背部に倒立振り子状の制御機構を設け,モータで適切に駆動することにより,身体ロール角を変化させることを考案した.まずシミュレーションで効果を検証したところ,十分な効果が確認されたため,制御機構を実際に設計し,ロボットに取り付けた.4.上記の改善を施したロボットでの自由遊泳実験を行った.その結果,泳動作の改善のみを行った場合が最もパフォーマンスが高く,これまでの泳速度0.23 m/sを大幅に上回る,泳速度0.33 m/sを達成した.

また強制的なローリング制御については,機構を動作させると効果は見られたものの,機構自体を取り付けない方がパフォーマンスが高くなることがわかった.5.国内外の関連会議に参加し,最新の資料収集や情報収集,および成果発表を行った.本研究では,人間型スイマーロボットを用いた水泳研究プラットフォームの確立を目的とし,スイマーロボットの性能向上を実現した.まず平泳ぎ泳実現のため,ロボットの下半身に改良を施した.遊泳実験の結果,ストローク周期2.3sで泳速度0.12m/sを達成した.次にバタフライ泳を実現した.実際のスイマーのバタフライの泳動作をロボットに入力し遊泳実験を行った.その結果,ストローク周期3.45sで泳速度0.181m/sを実現した.さらにクロール泳の性能向上を行った.ロボットのリカバリー動作を修正し,遊泳実験を行ったところ,泳速度0.33m/sの安定したクロール泳が実現され,大幅な性能向上が達成された.おおむね順調に進展しているが,ロボットの性能向上が予定していたほどではないので,引き続き次年度もロボットの改良を行う.ほぼ順調に進展しているので,引き続き推進し,最後の年度として良い形でまとめられるようにする.28年度が最終年度であるため、記入しない。スポーツ工学若干ロボットの改良が遅れているので,急ピッチで遅れを取り戻すよう対処する.当初の予定より消耗品経費が安く上がったため.28年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定より消耗品経費が安く上がったため.ロボットの改造用部品を,より高額でその分高性能なものに変更して対応する.28年度が最終年度であるため、記入しない。ロボットの改造用部品を,より高額でその分高性能なものに変更して対応する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
計算法科学データ分析可視化統合環境の開発

本研究では,計算法科学データ分析可視化統合環境を開発した.まず,解剖タスクを標準化するために,法科学オントロジーを定義した.次にこのオントロジーに基づいて,専用の法科学マークアップ言語LMMLを設計し,そのオーサリングツールとブラウザを開発した.この環境を利用して,個別3次元人体モデルの自動生成や生体内外統合血流シミュレーションや可視化を実行することができる.これにより,複雑な証拠データ間の相互関係を明らかにする分析可視化が実行できるようになった.【目標1】計算法科学オントロジーの定義:分担者である山梨大学医学部法医学教室の法医への集中的なインタビューを実施し,実際の法医学の現場で扱われるデータや分析可視化タスクの実態を精査することにより,計算法科学のコアオントロジーを定義した.【目標2】計算法科学記述言語LMMLおよびその専用処理系の開発:上述の法医が実際に採用する解剖術式に基づく代表的な解剖調書を分析し,計算法医学記述言語LMMLのスキーマを定義し,メニュー選択と自由記述を組み合わせたオーサリングツールと専用ブラウザを開発した.【副目標3a】個別3次元人体モデル自動生成ツール:対象遺体と標準デジタル人体モデルとの体表面の特徴点マッチングにより,3次元変形した個人の人体ボリュームモデルを構成するアルゴリズムを設計した.【副目標3b】生体内外統合血流シミュレータ:MR画像データに基づき左心室内血流場を数値解析するための非定常3D心室モデルを構築した.流動場の並置化・力覚化ツールも開発した.また,体液の体外流出に直結する粘弾性流体の挙動を記述する粒子シミュレーションモデルを,その体積保存性を含め高精度化するとともに,時間刻み幅に関する頑健性を確保する定式化を実現した.薄膜破壊と内容物流動を伴う破裂現象のビジュアルシミュレーションモデル開発にも着手している.【副目標3c】画像/映像マイニング・フィルタリング:人物の骨格類似度を考慮した動作推定,モンタージュ画像・似顔絵の半自動生成ツール,頭髪の脱色・染色・退色の現象学的モデラ等を開発した.また,色鉛筆画風イラスト変換,類似ストロークの転写を実現する非写実的画像フィルタを開発した.研究2年目の今年度も,以下の3つの目標を設定し,計算法科学データ分析可視化環境を開発してきた.その成果を目標ごとに記述する.【目標1】計算法科学オントロジーの定義:日本法医学会で認定されている解剖術式に準拠した鑑定データ・タスクに基づき,初年度に開発した計算法科学オントロジーの定義を実用向けに拡張した.【目標2】計算法科学記述言語LMMLおよびその専用処理系の開発:初年度に開発したLMMLのオーサリング・ブラウジング環境を,目標1で拡張された計算法科学オントロジーに合わせる形でバージョンアップした.【目標3】計算法科学分析可視化ツール群の整備:計算法科学特有の分析手法に合致した機能と性能を有する各種分析可視化ツールを開発した.【目標3a:個別3次元人体モデル自動生成ツール】では,解剖学的特徴点群に注目して,対象遺体を標準デジタル人体から変換する方式を検討し,不完全な特徴点群からでも対象遺体の表面を再構成することができるアルゴリズムを開発した.【目標3b:生体内外統合血流シミュレータ】では,循環器系の0次元解析モデルを拡張し,内外の出血を伴う生体内外血流の0次元シミュレーション手法を構築した.また,循環,出血,吸着,誘導の目的を担う粒子を導入した流血(粘性流)の実時間SPHシミュレーション手法を構築した.さらに薄膜と液状内容物との双方向連成を考慮した破裂現象のビジュアルシミュレーション手法を開発した.【目標3c:画像/映像マイニング・フィルタリング】では,輪郭線ベースの顔・人体動作補間手法を開発した.また,特徴偏差の対応付けによる事例ベースの似顔絵合成アルゴリズムを開発した.【目標1】および【目標2】については,本研究の中核的成果であるLMML言語ならびにその処理系に関して,調整金による追加配分により,最終年度に予定していた機能拡充も一部実施する等,当初の計画以上に進展していると考えられる.一方,【目標3】の計算法科学分析可視化ツール群については,上記のとおり個々のツール開発は進展しているものの,LMMLブラウザ上でのプラグインとしての実装の本格的な着手と連動可能性の実証は今後の課題として残されている.以上をまとめると,研究計画全体としては,概ね順調と評価される.3年間の研究期間における最終年度にあたる本年度は,研究期間を通じて一貫して設定してきた3点の目標の各々において,以下に示すような進捗をみた.【目標1】計算法科学オントロジーの定義:殺傷事件に頻度高く現れる損傷の記述を詳述化し,日本法医学会が認める術式において,全損傷の95%に相当する記述能力を達成した.【目標2】計算法科学記述言語LMMLおよびその専用処理系の開発:前年度までに開発したLMMLのオーサリングおよびブラウジングのプロトタイプに対して,その拡張可能性,特にプラグイン可能性を考慮に入れ,本格的なリストラクチャリングを実行し,前年度までと同等の機能を有する処理系の実装を完了した.さらにコンテンツ検索や透明化された導出機能,より本格的な意味処理機能の実現に向けて,意味の数学モデルの理論的枠組みを採用するための基本方針を策定した.【目標3】計算法科学分析可視化ツール群の整備:対象遺体の解剖所見の効果的な入力と,標準デジタル人体モデルとの特徴点マッチングにより,個人の人体の損傷の幾何学的記述機能を実現した.

また,循環器系の0次元解析モデルを基に,出血を伴う生体内外の血流解析モデルを6種類開発し.相互の記述能力の比較を行った.なお,本研究の後続研究として採択された科研費基盤研究(A)17H00737「計算法科学データ分析可視化統合環境の強化」では,本研究で開発した,解剖に現れる複雑な証拠事象データ間の相互関係を発見するデータ分析可視化基盤を,さらに捜査や裁判にまで拡充し,判例照合や争点誘導,量刑評価等の複雑なタスクの自動化を目指す計画である.本研究では,計算法科学データ分析可視化統合環境を開発した.まず,解剖タスクを標準化するために,法科学オントロジーを定義した.次にこのオントロジーに基づいて,専用の法科学マークアップ言語LMMLを設計し,そのオーサリングツールとブラウザを開発した.この環境を利用して,個別3次元人体モデルの自動生成や生体内外統合血流シミュレーションや可視化を実行することができる.これにより,複雑な証拠データ間の相互関係を明らかにする分析可視化が実行できるようになった.【目標1】計算法科学オントロジーの定義:国内で最も普及している解剖術式を対象としたため,得られた計算法科学コアオントロジーの適用可能性はきわめて高いと判断できる.【目標2】計算法科学記述言語LMMLおよびその専用処理系の開発:統合環境の要となるLMMLオーサリングツールと専用ブラウザに関しては,初年度終了時点での完成度は80%である.【副目標3a】個別3次元人体モデル自動生成ツール:特徴点マッチングはまだ体表面に限定され,さらに高次の幾何学的特徴マッチングも考慮する必要がある.【副目標3b】生体内外統合血流シミュレータ:生体内の特定臓器に限定したシミュレーションに留まっており,失血現象も考慮されていない.また,体液パラメタや人体の組成を考慮した粘弾性流体のシミュレーション・可視化への適用はまだ行っていない.さらに薄膜破壊から内容物流動への一方向カップリングに留まっている.【副目標3c】画像/映像マイニング・フィルタリング:実際の捜査や鑑定,裁判の事例を想定して開発中の各種ツールの洗練化をさらに進める必要がある.最終年度も,以下の3つの目標にそって研究を推進し,計算法科学データ分析可視化環境開発の完了を目指す.【目標1】計算法科学オントロジーの定義:損傷の記述の詳述化と登録・分析可視化タスクの拡充により,計算法科学オントロジーを実用段階にまで到達させる.具体的には,対象遺体の損傷記述の95%はカバーする範囲にまで記述能力を向上させる.【目標2】計算法科学記述言語LMMLおよびその専用処理系の開発:LMMLのオーサリング・ブラウジング環境を,目標1で拡張された計算法科学オントロジーに合わせる形でさらにバージョンアップする.特に数学的意味モデルにより,マルチモーダルなコンテンツを含むLMMLファイルによって記述された個々の事案を定量的に意味付けし,透明化された導出機能を実現するための準備も実施する.【目標3】計算法科学分析可視化ツール群の整備:
ヒトヘルペスウイルス-6(HHV-6)のウイルス学的分子生物学的研究

1.HHV-6の定量法の確立通常HHV-6の定量法はヒト臍帯血リンパ球を用いていたが、継代細胞であるMT-4細胞でウイルス量の定量及び中和抗体が測定可能となった。この系を用いて日本、タイ国での血清疫学を行なってきた。2.HHV-6の遺伝子の解析HHV-6遺伝子解析を行なう目的でDNAをクローニングし、更にシークエンスを行なった。遺伝子が巨大であるので一部のシークエンスは行なえたが、現在コーディング部を解析中である。一部シークエンスされたものを用いてPCR法を開発し、臨床材料よりウイルスDNAの存在を検出できる系を確立した。このPCRの系は潜伏感染状態の系にも応用され、現在各種の慢性病(リンパ腫、慢性疲労症候群)中のウイルスDNAを検出しつつある。3.HHV-6タンパクの解析ウイルスを精製しウイルス粒子には少なくとも29種タンパクが存在しその中6種は糖タンパクであることが判明した。又各種のモノクローン抗体を採取し、その中3種の糖タンパクの生物学的活性、細胞内プロセッシングを解析した。更にHHV-6にはウイルス特異ポリメラーゼが在存し薬剤の効果も解析した。4.HHV-6の動物実験系の確立小動物ではHHV-6の増殖はみられなかったが、種々のサルには抗体が存在することを見出し、更にカニクイザル、アフリカミドリザルに実際に感染させ、感染系が成立することを見出した。今後この動物系を用いて感染病態、潜伏感染の系として用いたい。(1)本年はHHVー6の定量法を確立しHHVー6中和抗体の測定が可能となった。HHVー6は末梢血ではCD4T細胞で主として増殖するので継代細胞でもCD4^+のT細胞系でウイルスの増殖を確めた結果MTー4細胞で一番増殖のよいことが判明した。そこでMTー4細胞をポリLリジンを用いガラス上に吸着してHHVー6のtitrationを行った。又中和抗体検索もこの方法で行えることを見出した。(2)HHVー6DNAのクロ-ニング:HHVー6DNAをヌクレオカプシッドより精製し制限酵素PstI、KpnI、EcoRI、BamHIで切断しプラスミッドpUC19に組み込みクロ-ニングを行った。現在全てのクロ-ンを採取すべく行っている。一方HHVー6の株間の差異を解析する目的で我々の分離した多くの株とタイ、米国、ヨ-ロッパで分離された株のDNAを精製し制限酵素で切断し解析した結果切断部位に数多くの相違が見いだされた。(3)ウイルスタンパクの解析:まずHHVー6橋本株をヒト臍帯血に感染させ〔^<35>S〕メチオニンでラベルし感染細胞上清よりウイルス粒子を精製した。更に粒子をdetergentで処理しポリアクリルアミドゲル電気泳動で分析した結果ウイルス粒子には少くとも29種のポリペプチド(分子量280,00030,000)が見いだされそのうち6種がウイルスエンベロ-プに存在した。次にHHVー6に特異酵素の誘導について解析した。その結果ウイルス特異チミジンキナ-ゼは検出されなかったがウイルス特異DNAポリメラ-ゼは検出されヘルペスウイルスDNAポリメラ-ゼの活性阻害剤であるホスホノ酢酸でその活性が阻害された。続いてモノクロ-ン抗体の作製とウイルスタンパクの解析を行った。多くの抗体が作製されそのうち本年はウイルス糖タンパクであるgp94Kに対する抗体を用いてその細胞内でのprocessingを検索した。又この抗体はウイルス中和能を有していたのでgp94Kは中和のエピト-プを有していることが判明し免疫学的にも重要な糖タンパクであることを見いだした。(1)HHVー6の遺伝子地図の作製:昨年に引き続きHHVー6のDNAを各種制限酵素(PstI EcoRI、KpnI,HindIII)で切断しpUC19に挿入しクロ-ニングを行った。

現在約156kpbのDNAのうち約70kbpの切断DNAの位置が決定された。又そのうち約22kpbクロ-ンはmajor capsid proteinをコ-ドしていることが判明しその一部をシ-クエンスしPolymerase Chain Reaction用のprimer及びサザンブロット用のprobeが作製され臨床材料のHHVー6DNA検索に役立てた(J.Clin.Microbiol.1990)。更にこの手法を用いて患者血中及び健康成人血中のHHVー6の存在、潜伏感染の検討を行った。その結果HHVー6は感染急性期にはリンパ球及び単球成分に見出されるが、回復期並びに成人血中では単球にHHVー6が存在し潜伏感染する可能性が示唆された。(2)HHVー6抗原に対する単クロ-ン抗体の作製とウイルス糖タンパクの解析:HHVー6感染抗原をマウスに免疫し種々の単クロ-ン抗体を作製した。現在6コの単クロ-ン抗体が採取でき、そのうち2種の糖タンパクに対する単クロ-ン抗体を得ることができHHVー6糖タンパクの免疫学的活性並びに糖タンパクの感染細胞内の合成について解析した。その結果、単クロ-ン抗体OHV3は分子量98,000及び92,000のタンパクと反応し高い中和能を有していた。又糖はNーlinkedの高マンノ-ス型であった。更にpulseーchaseテストでこのタンパクは分子量75,000のタンパクに糖鎖が付加されて成熟タンパクになることを明らかにした。現在更に他の糖タンパクについても解析中である。本年はこの課題の最終年度であり前年、前前年に引続きHHVー6のウイルス学的分子生物学的研究を行い以下の結果を得た。(1)臓器移植の進歩に伴い、移植の成否を決定する意味においてもウイルス感染症の制圧は重要な課題となってきている。腎移植前後でHHVー6に対する抗体の変動、HHVー6についてPCR法を用いて血中のウイルス量の推移を拒絶反応との関連性で検討した。その結果腎移植患者の半数は拒絶反応が認められたがいづれもHHVー6の抗体の変動が認められたがサイトメガロウイルス(CMV)の抗体変動は拒絶とは関連性が認められなかった。又HHVー6のDNAの量はCMVより早期に上昇した。又HHVー6も拒絶患者のみから分離された。以上の結果よりHHVー6の再活性化と拒絶反応に相関性が認められた。(2)HHVー6の感染源及びその伝播経路は未だ明らかにされていない。分子疫学的手法を用いてその検討を行った。4家族より分離した株及び標準株HST株の6塩基認識酵素切断パタ-ンの比較よりPstI、BamHIの両制限酵素で全株間の認識が可能であった。3兄弟の分離株、2母子の分離株において家族内ではこの2制限酵素の切断パタ-ンは同一のものであった。サザンハイブリダィゼ-ションの結果、1家族の1子のみにその母と異なる1本のバンドの出現を見たが、他の家族内では同一のパタ-ンであった。以上の結果よりHHVー6は、母親を感染源とし主として唾液を介しその子供に伝播することが示唆された。(3)HHVー6は自然の感染系はヒトのみであるがアフリカミドリザル,カニクイザルでの感染実験の可能性を検討した。サルへの接種実験で抗体の上昇は全てのサルに認められた。