hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
集積化ＮＥＭＳ－ＬＳＩ技術による高光効率・低消費電力可変カラーフィルタ

本研究では、構造色を変化させるNEMS可変カラーフィルタへ、表面プラズモン共鳴効果を取り入れることで、高い透過率、低消費電力を特徴とする可変プラズモンフィルタの開発を行った。プラズマ周波数の高いアルミのナノワイヤを幅250 nmとし、周期を400 nmから600 nmまで格子周期の異なるカラーフィルタを作製した。透過スペクトルより、格子周期が450 nmから600 nmまで広げることで青色から緑色、黄色、赤色の透過光を確認した。TM波を入射し透過スペクトルを測定した際の透過率は最大56 %であった。これはバルク基板に固定された従来の表面プラズモンカラーフィルタと同程度の透過率を実現した。近年、高度情報化社会に向け表示装置への要求が高まっており、特にポータブルディスプレイの普及によりバッテリー寿命を長くするための低消費電力化が強く求められている。現在の表示装置の主流である液晶素子はバックライトの透過率が10 %程しかなく、バックライトで多くの電力を消費してしまう。本研究では透過率が高く、システムの低消費電力化が可能な可変カラーフィルタとして、波長よりも周期の短いサブ波長格子から得られる構造色をNEMS(Nano Electro Mechanical Systems)アクチュエータによって透過波長を制御するデバイスの製作を行った。駆動電圧として3.2 Vを印加した際、775 nmの波長において透過光が17 %減衰し、3.4 Vを印加した際、平行平板静電アクチュエータ同士が接触するpull-in状態で、26 %の減衰が得られたため、アクチュエータの駆動により透過光の制御を行うことに成功した。また、提案した透過型可変フィルタは駆動電圧3.3 Vでの透過光減衰制御が可能なため、昇圧回路が必要なく、標準CMOSで駆動可能である。シリコンサブ波長格子では、可視領域で透過波長ピークをシフトする光学設計が困難であったため、フィルタ部分に表面プラズモン励起による可視光の異常透過が得られるアルミニウムのサブ波長格子の試作を行った。アクチュエータにより格子周期を広げることを仮定し、基板貫通孔上にアルミのサブ波長格子を格子幅250 nm、格子周期を400 nmから600 nmまで50 nmずつ格子周期の異なる表面プラズモンカラーフィルタを設計した。製作したカラーフィルタの透過スペクトルより、格子周期が450 nmから600 nmまで150 nm広げることで青色から緑色、黄色、赤色を表現しており、黄色のような中間色でも発色可能である。したがって、ガラス基板に固定された表面プラズモンカラーフィルタと同程度の透過率の実現に成功した。H24年度は、低電圧駆動NEMS可変フィルタの製作、透過型フィルタの製作、および積層構造による光学特性向上の3点について研究を行った。各課題について以下にまとめる。NEMSフィルタの低電圧化に向け、問題となっていた静電引力のクロストークを除去する構造の試作を行った。すなわち、従来は隣り合うサブ波長格子静電アクチュエータが異なる電位を持つ構造であったため、ユニット毎の可動電極をグラウンド接続するアクチュエータ構造を新たに提案した。このアクチュエータをサブ波長格子状に並べ動作させると隣接する可動格子は全て同電位であるため静電引力のクロストークは働かず、低電圧駆動とフィルタ全面での反射光変化の均一性を得ることができ、実験的に3.3 Vで動作するフィルタの開発に成功した。この駆動電圧は標準のCMOSの電源電圧と同じであるため、高電圧のプロセスを用いずに素子を動作することが可能となる。前年度までに作製を行ってきたカラーフィルタは反射型であったが、より簡易な光学系を組めるよう、透過型フィルタの試作を行った。試作プロセスでは深堀りエッチングによる貫通孔を追加形成することによって光を透過させる方式を提案した。この構造をとることにより、アクチュエータ作製後に両面に金属薄膜を積層できるので、アクチュエータ作製後に新たな膜を追加することが可能となる。作製した透過型デバイスにおいて、800 nm付近の波長が3.2 Vで15%の透過率の変化を起こすことを確認した。フィルタの光学特性向上に向けて、シリコンのアクチュエータ上に異種材料としてパリレンを積層する構造の試作を行った。低屈折率材料を用いることによって、スペクトルの半値幅を6 nm程度まで鋭くできることを解析的に確認した。また、パリレンは従来、異方性エッチングが困難であったが、サブ波長格子構造として形成することに成功した。低消費電力、高光効率、高速動作のNEMS可変フィルタの作製を目的として、このうち動作電圧の低電圧化に成功している。3.3 Vで動作するフィルタの開発に成功したことにより、今後標準CMOS回路での動作が可能になる。

機械的動作を行うデバイスでは高電圧駆動がボトルネックとなって、これまで標準CMOS回路との整合が取れなかった。一方本研究では、昨年度の成果により制御回路を含めたシステム全体の低消費電力化に向けた見通しを立てることができた。光学特性の向上に向けて、機械的特性に優れるシリコンのアクチュエータ上に異種材料を積層するアプローチによって改善を試みている。一例として、波長選択性向上に有利な低屈折率材料のパリレンとシリコンを組み合わせた積層型サブ波長構造の作製に成功しており、鋭いスペクトルのフィルタが期待できる。また、基板貫通孔を形成した透過型フィルタの試作にも成功したため、追加の成膜によってサブ波長構造の裏面に異種材料を積層することも可能となり光学設計の拡張性を高めることができた。高速動作に向けては、解析によって500 kHz程度の動作が可能であることが示唆されている。ただし、ナノ構造の変位を評価するための測定系を現在構築中で、H25年度中に試作したフィルタの高速動作を実証する予定である。H25年度は、(1)金属・誘電体材料の積層デバイスによる光学特性向上と、(2)標準CMOS制御回路とNEMS可変フィルタの一体化を中心に研究を進める予定である。(1)では、前年度に検討を行った低屈折率材料の積層により、半値幅10 nm以下のフィルタ開発を行う。また、変調帯域の拡大に向けては金属薄膜を追加することにより、光と電子の相互作用による光出力の増強を検討する。特に、高い表面プラズマ周波数を持つアルミニウムは短波長の光との共鳴が可能であることが知られており、アクチュエータと一体にすることにより、可変プラズモンフィルタの検討を行う。(2)システムの低消費電力化に向けて、前年度までに用意した、0.35 umCMOSのパルス幅変調(PWM)制御回路とNEMSフィルタの一体化を行う。PWM回路の機能ブロックは、鋸波発生回路、低電流源回路、コンパレータ、バッファ回路が必要である。第一試作の回路には、コンパレータとバッファ回路を用意してあり、NEMSフィルタとの集積化プロセス手法の確立を優先する。また、PWM回路のフルモノリシック化に向けた検討も並行して行い、鋸波発生回路、低電流源回路、コンパレータ、バッファ回路の設計・試作を行う。回路の試作は、前年度と同様にウェハ支給が行われるNTTーATの試作サービスを利用する。駆動回路の高精度化とNEMSデバイスの高機能化の2つのアプローチにより、超低消費電力・高速駆動ディスプレイ実現を目指す。NEMS可変フィルタの製作には、豊橋技術科学大学が所有する製造設備を利用する。したがって、プロセスに必要となる消耗品として、SOI基板と電子線レジストを購入予定である。SOI基板とは、犠牲層を埋め込んだサブ波長格子を製作する基板材料である。電子線レジストはNEMSの微細パタン描画用に塗布するマスク材である。また、駆動回路の試作費として、NTT-ATの集積化CMOSーMEMS用0.35 umCMOS相乗り試作費を計上している。この試作はウェハによる支給が可能なため、追加工によってNEMSフィルタを集積化することができる。
歯髄炎におけるマイクロRNAクラスターの炎症制御および組織修復における機能解析

歯髄の修復を図る上で、進行した炎症を制御し治癒促進を誘導するバランス回復のための手法の確立は臨床において重要な意味を有する。しかし、歯髄で展開される炎症制御機転や、それらと組織修復との関連は十分には解明されていない。本研究では、歯髄で炎症制御および修復に関与するmiRNAを網羅的にスクリーニングするとともに、同スクリーニングで同定された複数のmiRNAをクラスターとしてとらえ、その機能を検証する。本研究は、歯髄保存療法や再生療法の成功率向上を企図した新規治療法の創出につながるものと期待される。
預言者の医学における聖性と聖者性の所在―東アフリカ沿岸部の事例より

今年度は、国内学会での口頭発表を1件、書評執筆1件、文献目録の作成協力を1件行った。また、来年度に出版予定の単著の執筆に専念していた。学会発表「ザンジバルにおけるイスラーム組織ウアムショの活動」(第53回日本アフリカ学会学術研究大会、2016年6月、於:日本大学)では、現在ザンジバルで活発に活動しているイスラーム系組織である「ウアムショ(Uamsho:覚醒)」について、最新の動向を発表した。ウアムショは2000年代初頭の設立当初は宗教色の強い組織であったが、2010年代以降は政治色を強め、ザンジバルの主権を強調し始めたことを指摘した。また、政府側の見解や先行研究では、ウアムショは「テロ組織」とされているが、ザンジバルの国家としての主権獲得やザンジバル人としてのアイデンティティーの強調というウアムショの主張が、ザンジバルの人々から大きな支持を獲得していることを示し、その理由を明らかにした。さらに本年度は単著の出版に向けて、執筆作業に専念していた。これまで取り組んできた研究内容がタリーカ(イスラーム神秘主義教団)と預言者の医学という2つのテーマを軸に、平成29年度中に『東アフリカにおける民衆のイスラーム(仮)』を出版する予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
例外を許容する知識ベースシステムからの帰納論理プログラミングを用いた知識獲得

本年度は,当初の計画に従い,背景知識中に例外を含む知識が存在する場合の知識獲得メカニズムの検討と,例外を含む知識の獲得プロセスの並列化手法について検討した.具体的な研究内容は以下の通りである.1.背景知識中の例外を含む知識を利用するための論理的枠組みの検討例外を含む背景知識を利用した帰納論理プログラミングによる知識獲得のため,一般論理プログラムと呼ばれる例外を含む知識を扱える論理プログラムのクラスに対する新たな意味論として条件付き解集合を提案した.従来の意味論では,プログラム中のルール間の競合関係により複数のモデル(解集合)が存在する場合があり,ある事象の真偽の証明にはモデルの選択が必要であった.これに対し,条件付き解集合では一部のモデルにしか含まれないような仮説的な事象を条件付きファクトとして表現することにより,形式上,複数のモデルを1つの解集合に統合し,モデルの選択を意識する必要のない証明環境を提供している.これにより,例外を含む知識を伴う背景知識からのInverse Entailmentを用いた候補仮説集合を限定するためのMost Specific Clauseの計算と,各候補仮説により被覆される事例の証明が可能となった.2.例外を含む知識の獲得プロセスの並列化手法の提案提案手法では,獲得した知識に対する例外を予測するためのルールの再帰的な学習プロセスを,ネットワーク上の複数の計算機で分散処理する手法を提案した.提案手法では,例外を予測するルールの学習プロセスが独立した学習タスクとして捉えることができることに着目し,通常の知識獲得と例外を予測するルールの獲得をそれぞれサーバ,およびクライアントのタスクとして分割した.事例数約8,000のテストデータに対し,3クライアントを用いたプロトタイプシステムでは約4050%の速度向上に成功している.本年度は,当初計画していた背景知識中の例外を含む知識の知識獲得への利用と,負例が明示されない場合の正例と背景知識からの負例導出手法の開発に関して,特に後者について重点的に検討を進め,その他にも本研究に必要不可欠な知識獲得の効率化について検討を行った.具体的な研究内容は以下の通りである.1.事例間の類似性に基づいた正例・背景知識からの負例の導出法の定式化の提案提案手法では,背景知識に記述される各事例の属性値の出現確率に基づき事例間の類似度を定め,それに基づき目標概念に含まれると予測される事例から構成される近似空間を規定した.その結果,近似空間に属さない事例を負例として利用すると共に,そのような事例が存在しない場合には,可能な属性値の組合せから負例が取り得る組合わせを予測して仮想的な負例を導出する事を可能とした.2.例外を含む知識の獲得における仮説探索の効率化手法の検討目標概念を記述する仮説と呼ばれる倫理式の探索時における,仮説の予測値的な評価値に基づいた効率的な探索アルゴリズムと,大量データを想定した際に得られる統計的情報を利用した探索空間の削減手法を提案した.本研究では,例外に関する知識も獲得する事を前提としており,従来システム以上に仮説探索の効率化を図る必要がある.上述の2つの手法は,本研究におけるプロトタイプシステムにおいて,共に従来と比較して約2030%程度の効率化に成功している.尚,背景知識中の例外を含む知識の利用に関しては,帰納論理プログラミングシステムの基礎となる論理体系が例外を適切に処理できるものであれば,従来の知識生成メカニズムを一部拡張すれば利用可能であるという見通しが得られたので,次年度において,その理論的検証とシステムへの実装,および実験的評価を予定している.本年度は,当初の計画に従い,背景知識中に例外を含む知識が存在する場合の知識獲得メカニズムの検討と,例外を含む知識の獲得プロセスの並列化手法について検討した.具体的な研究内容は以下の通りである.1.背景知識中の例外を含む知識を利用するための論理的枠組みの検討例外を含む背景知識を利用した帰納論理プログラミングによる知識獲得のため,一般論理プログラムと呼ばれる例外を含む知識を扱える論理プログラムのクラスに対する新たな意味論として条件付き解集合を提案した.従来の意味論では,プログラム中のルール間の競合関係により複数のモデル(解集合)が存在する場合があり,ある事象の真偽の証明にはモデルの選択が必要であった.これに対し,条件付き解集合では一部のモデルにしか含まれないような仮説的な事象を条件付きファクトとして表現することにより,形式上,複数のモデルを1つの解集合に統合し,モデルの選択を意識する必要のない証明環境を提供している.これにより,例外を含む知識を伴う背景知識からのInverse Entailmentを用いた候補仮説集合を限定するためのMost Specific Clauseの計算と,各候補仮説により被覆される事例の証明が可能となった.2.例外を含む知識の獲得プロセスの並列化手法の提案提案手法では,獲得した知識に対する例外を予測するためのルールの再帰的な学習プロセスを,ネットワーク上の複数の計算機で分散処理する手法を提案した.提案手法では,例外を予測するルールの学習プロセスが独立した学習タスクとして捉えることができることに着目し,通常の知識獲得と例外を予測するルールの獲得をそれぞれサーバ,およびクライアントのタスクとして分割した.事例数約8,000のテストデータに対し,3クライアントを用いたプロトタイプシステムでは約4050%の速度向上に成功している.
日本語音声における韻律的特徴ー西日本における音声の収集と研究ー

研究目的を達成するために立てた研究計画は順調に進めることができた。1.各アクセント地域の代表地点での収録は予定通りに進行している。昨年度までに31地点の収録を完了したが,本年度は続けて15地点を対象とした。収録地点は,次の通りである。( )内は研究協力者を含む担当者。(1)富山市(真田信治,ダニエル・ロング)(2)石川県白峰村(新田哲夫)(3)鈴鹿市(岸江信介)(4)和歌山県大塔村(前田均,岸江信介)(5)豊岡市(田原広史,村中淑子)(6)阿南市(大和シゲミ)(7)高松市(佐藤栄作)(8)大洲市(吉田則夫)(9)中村市(中井幸比古)(10)広島市(添田建治郎)(11)島根県西郷町(都染直也)(12)大分市(陣内正敬)(13)佐賀市(吉岡泰夫)(14)長崎県郷之浦町(中村萬里)(15)鹿児島県上尾久町(木部暢子)2.主要都市多人数調査用の調査項目票(大阪市分および広島市分)を作成した。大阪市での収録調査は,田原広史,郡史郎を主担当として,7月18日22日に実施,調査員は21名(分担者+協力者)であった。また,広島市での収録調査は,添田建治郎を主担当として,11月15日20日に実施,調査員は15名(分担者+協力者)であった。デ-タは現在分析中である。3.分担者および協力者の調査研究をまとめた論集を作成した。徳川宗賢編『方言音調の諸相ー西日本ー(3)』として公刊した。
クライオ質量分析による単一細胞内物質分布直接観察法の研究

細胞内で蛋白質や代謝物質がどのように局在化しているのかを網羅的に調べるために、レーザー光線と超高分解能超高感度質量分析装置を使って細胞内での物質分布のイメージングを行うための手法確立を目指して研究を実施した。(1)クライオMALDIの開発ペルチェ素子を用いてMALDIサンプル面を瞬時に冷却し、最低温度-30°Cを達成した。さらに-200°Cを目指して放熱側冷却方法の検討を行っている。サンプル面を二次元方向に0.5μm精度で移動できる機構を設けた。製作したイオン源をフーリエ変換質量分析計に実装し、Methylene Blue、2,5-DHB、PEG等を評価用試料としてクライオMALDIの動作確認を行った。N_2パルスレーザー照射により生成したイオンを検出し、サンプル面の冷却にともないイオン信号強度が増大する効果を確認した。(2)フーリエ変換質量分析装置の超高感度化イオン源から検出部へ高効率にイオンを輸送できる、イオン透過質量範囲の広い四重極イオンガイドを開発し、フーリエ変換質量分析計に実装した。イオンガイドを二段の四重極で構成し、イオン源側の四重極に可動機構を設け、四重極間をゲートバルブで遮断可能にした。四重極に印加するRF高電圧波形を発生させる高周波昇圧トランスを設計、製作した。これをバイポーラ型電力増幅器と併用することで、1MHzにおいて約1kVの振幅を得ており、理論上はm/z(質量電荷比)5000程度までのイオン輸送が可能になる。(3)波長可変赤外レーザー光源を用いたMALDIの検討生体組織の直接観察に適した赤外MALDIの諸条件を検討するため、自由電子レーザーを飛行時間型質量分析計に導入し、MALDIの赤外波長依存性を評価するシステムを構築した。赤外域での代表的なマトリックスであるフマル酸を用いて評価予備測定を行った。
コンピュータ・グラフィックスによる質感表現に基づく感性情報の抽出と記述の研究

本研究では、コンピュータグラフィックス(CG)における感性情報の現れ方を工学的に表現できる方法を見いだすために、まず、CGにおけるモデルについて従来の応用例から5通りのタイプを見いだした。それらの中には、映像の生成における感性情報の現れ方に関して、次のような異なる種類がみられる。(a)映像として生成すべき対象、あるいは目標が明確であり、生成された映像と目標の間の類似性の評価に感性が現れる。また、生成される映像の性質(評価者の感性も含めて評価される属性の内容、あるいは評価値)に変化を起こさせ、かつ、変化を制御する操作(パラメータ値の変更、など)の内容も明確である。(b)目標映像が明確ではない(恐らくユーザの頭の中のある種の「イメージ」と思われる)が、生成された映像を頭の中の目標と比較して、評価することはできる。また、目標に向かって映像を変形していく操作、手順は明確で、実際に加えた変形操作の内容も具体的に記録できる(変形の方向(増減、等)とか変形の量は別である)。感性は、恐らくこの変化操作の内容の選択に用いられる。(c)生成される映像に関しては、目標とする映像のイメージも(映像を制御するという意味での)操作も特に意識されるわけではないが、結果の質においての定性的評価(感性による)はできる次に、実際に感性情報の量的な評価を試みるために、顔画像の生成過程を取り上げ、物理的にレンジファインダなどを用いて計測した人の顔画像からデザイナが順次変形して、目的とするキャラクターの顔に達するまでにどの様な変形が行われているかを、実際のアニメーションのキャラクターのデザインを例に用いて調べてみた。これは主として感性に基づいて画像を生成、変形する操作の典型例であり、感性情報がどの程度の画像強度の中に含まれうるかを明らかにしている。
ラン藻におけるストレス蛋白質の機能とストレス応答の機構

1ラン藻Synechococcus sp.PCC7942株において、3種のDnak(Hsp70)蛋白質を見い出しているが、遺伝子破壊実験の結果、dnaK1は全ての染色体コピーを欠損型に置き換えることが出来、増殖に必須でないことがわかったが、dnaK2とdnaK3は一部の染色体しか置き換えられなかった。さらに、dnaK1欠損株は野生株がまだ生育できる42°Cにおいて生育せず、高温感受性になることがわかった。2熱ショックによる影響を調べた結果では、3つのDnaKのうちDnaK2がGroELとともに、一過的に増加するという典型的な熱ショック応答を示したのに対し、DnaK1は逆に減少した。一方、DnaK3の発現量は他の2つに比べて少ないと思われたが、熱ショックに対してはあまり量的変化をせず、必須性から考えても、構成的な役割を担っていると考えられる。3 3つのDnaK蛋白質の細胞内局在性を調べたところ、DnaK1とDnaK2が大部分細胞質に存在したのに対して、DnaK3はチラコイド膜に比較的多く局在していた。この局在性をさらに、アルカリ抽出法、プロテアーゼ処理法などによって調べた結果、DnaK3はチラコイド膜の細胞質側に表在していることが示唆された。DnaK3はHsp70としては顕著に長いC末端非保存領域を持っており、この特徴とチラコイド膜局在性との関連、さらに光合成機能への関与について今後解析していく予定である。
脊髄一次球心性繊維の標的認識における転写因子DRG-11の役割の解析

一次求心性線維の脊髄への投射路形成における転写因子DRG-11の役割を解析する第一歩として、ニワトリDRG-11をクローニングした。その結果、ラットDRG-11と比較してopen reading frameのアミノ酸配列が約90%で相同であった。さらに、ホメオドメインは約98%で相同であり、哺乳類と鳥類の間でDRG-11のアミノ酸配列が高度に保存されていることが明かになった。次に、鶏卵3-20日のニワトリ胚脊髄神経節および脊髄におけるDRG-11の発現様式をin situ hybridization法によって調べた。DRG-11 mRNAは孵卵4日の脊髄神経節で弱いながら発現が見られるようになった。一方、脊鐘や交感神経節では発現は認められなかった。その後、脊髄神経節におけるDRG-11の発現は強まった。特異抗体を用いた免疫組織化学を隣接切片で行うことによって、DRG-11はTrkA陽性およびTrkC陽性の脊髄神経節細胞の両方に発現することが明かになった。一次求心性線維が脊髄灰白質に侵入する孵卵6.5日になると脊髄でもDRG-11の発現が認められるようになった。脊髄における発現は後角に限局し、特に表層部(I、II層)で強い発現が見られた。さらに、脳室層(上衣層)に面した領域で中程度の発現が見られたが、孵卵10日以後、この領域での発現は消失した。このような脊髄神経節および脊髄後角表層部でDRG-11の発現は孵卵20日でも維持されていた。以上のように、一次求心性線維が投射する時期に、脊髄後角表層部に眼局してDRG-11の発現が認められたことは、この転写因子が一次求心性線維の脊髄後角への投射路形成に関与する可能性が示唆された。さらに、ホメオドメインは約98%で相同であり、哺乳類と鳥類の間でDRG-11のアミノ酸配列が高度に保存されていることが明らかになった。次に、ニワトリ胚脊髄神経節および脊髄におけるDRG-11の発現様式をin situ hybridization法によって調べた。DRG-11は孵卵5日の脊髄神経節で弱い発現が見られた。一次求心性線維が脊髄灰白質に進入する孵卵8日になると、脊髄神経節に加えて脊髄後角表層部でDRG-11の発現が認められるようになった。一方、交感神経節での発現は見られなかった。また、孵卵10日胚の脊髄神経節細胞を1日間分散培養し、in situ hybridizationを行ったところ、DRG-11の発現は神経細胞に限局し、非神経細胞での発現は認められなかった。以上のように、一次求心性線維が投射する時期に、脊髄後角表層部に限局してDRG-11の発現が認められたことは、この転写因子が一次求心性線維の脊髄後角への投射路形成に関与する可能性が示唆された。一次求心性線維の脊髄への投射路形成における転写因子DRG-11の役割を解析する第一歩として、これまでにニワトリDRG-11をクローニングした。

本年度はcRNAを用いたin situ hybridization法によって、孵卵3-20日のニワトリ胚脊髄神経節および脊髄におけるDRG-11の発現様式を詳細に検討した。DRG-11mRNAは孵卵4日の脊髄神経節で弱いながら発現が見られるようになった。一方、脊髄や交感神経節では発現は認められなかった。その後、脊髄神経節におけるDRG-11の発現は強まった。特異抗体を用いた免疫組織化学を隣接切片で行うことによって、DRG-11はTrkA陽性およひTrkC陽性の脊髄神経節細胞の両方に発現することが明かになった。一次求心性線維が脊髄灰白質に侵入する孵卵6.5日になると脊髄でもDRG-11の発現が認められるようになった。脊髄における発現は後角に限局し、特に表層部(I、II層)で強い発現が見られた。さらに、脳室層(上衣層)に面した領域で中程度の発現が見られたが、孵卵10日以後、この領域での発現は消失した。このような脊髄神経節および脊髄後角表層部でDRG-11の発現は孵卵20日でも維持されていた。以上のように、一次求心性線維が投射する時期に、脊髄後角表層部に限局しDRG-11の発現が認められたことは、この転写因子が一次求心性線維の脊髄後角への投射路形成に関与する可能性が示唆された。
多重線型部分空間回帰法及び脳コンピュータインタフェースへの応用

本研究では次の二つの課題に取り組む:(1)多次元配列データ(テンソル)の分析法,本研究ではテンソルデータに基づく多重線形回帰、分類問題ためのたくさんの機械学習手法を提案、開発した。またテンソルデータの非線形関係を明らかにするためにテンソル値の入力を処理できるカーネル関数族を提案し、テンソル空間にカーネルマシンを適用するための扉を開くことに成功した。(2)ブレインコンピュータインタフェース及び脳信号分析,本研究では感情を表現した顔画像による感情BCIを開発した。また提案したテンソル技術を脳信号解析に適用することにより脳信号の復号化、特徴抽出およびERPの分類において性能の顕著な改善に成功した。高次部分最小二乗とスパース高次最小部分二乗を用いた回帰分析など、新たなテンソル分析に基づく機械学習モデルとアルゴリズムを提案した。まず、テンソル分析としてまったく新しい考えであるテンソルカーネルを導入した。この考えを基に回帰分析や分類のための手法としてカーネルベースのテンソル部分最小二乗、テンソル正準相関分析、テンソルベースのガウス過程などのテンソル分析法を開発している。これらのテンソル分析法を、事象関連電位の分析と心理BCIに応用することに成功した。それらのいくつかは国際的な共同研究として行っている。またハイパースキャン手法という新しい実験方法を考案した。これは、複数の人間の脳信号を同時に記録することを目的としたものである。新たに提案した方法とアルゴリズムの概要は以下の通りである。1ガウス過程に基づいたテンソル回帰、分析など教師あり学習2変分ベイズアプローチによるテンソル因数分解法、テンソルランク学習、テンソルを用いた欠損値の補完など教師なし学習テンソルに基づく手法のための新しい方針を開発したため、期待以上の結果を得ている。また、テンソルデータのための確率的カーネルの考えを世界で初めて提案し、多重線形テンソルに対する手法を非線形テンソルへと拡張する端緒を開いた。これによりテンソルの様々な構造についての解釈が可能となる。第一の目標は、論理的な解析及び多くの実験を更に検証し、提案したモデルやアルゴリズムを改善し性能を向上させることである。第二の目標は、提案したテンソル方法を用い、BCI性能を向上させる。第三の目標は、人間の相互作用における脳波を認識し、提案したテンソル方法を用いた新たなBCIを開発する。このために、共同作業を行うことで、被験者間に相互作用を引き起こす同一精神的タスクを扱ったハイパースキャン実験を実施する。一人の被験者の脳波から人間の多様な行動を予測することは不可能である。そのため、ハイパースキャン手法による脳波を分析することで、複数被験者間から脳の接続パターンを抽出し、予測することを目指す。また、BCIの性能向上、また人間の相互作用によって誘発される新たなEEGパターンを発見するとともに、提案したテンソル回帰・分析手法をハイパースキャンEEGデータとBCIデータに適応することを目標とする。その成果をより多くの国際学会誌や会議への投稿することを予定している。前年度、新たな解析手法を開発したため、より多くの検証実験、より高度な実験を行う必要が発生した。実験準備が整うのが次年度に繰り越したため、人件費、被験者謝金などに使用する予算の繰り越しが発生した。また、12月に予定されていた国際会議が次年度に延期になったため、旅費使用を次年度に行うことにした。次年度の使用計画は(1)ハイパースキャン実験に使用するためのタブレット端末、高度な計算を行うためのPC、ラップトップPC、ハードディスク、ソフトウェアなどの購入(30%)(2)成果発表のための国際会議旅費、参加費(30%)(3)人件費、謝金等(40%)
赤血球系転写因子の機能と発現制御機構の包括的な解析

1.転写因子の転写制御GATA-1、GATA-2、mafKそれぞれの遺伝子の転写制御機構を、トランスジェニックマウスを用いたレポーターアッセイにより解析した。その結果、造血細胞におけるGATA-1遺伝子の発現制御領域(G1HE)、血液幹細胞と神経管におけるGATA-2遺伝子の発現制御領域、造血細胞と心筋細胞におけるmafK遺伝子の発現制御領域(HCEK)をそれぞれ同定した。G1HEの機能には、GATA配列が必須であり、GATA-1遺伝子の自分自身に対する正のフィードバック制御が存在することが示唆された。また、HCEKの機能もGATA配列に依存しており、mafK遺伝子は造血細胞におけるGATA-1の標的遺伝子であると考えられた。2.GATA-1の機能G1HE(上述)の制御下にGATA-1、GATA-2、GATA-3あるいはGATA-1の様々な変異体を発現するトランスジェニックマウスを作成して、これらをGATA-1遺伝子破壊マウスと交配し、貧血による胎生致死というGATA-1遺伝子破壊マウスの表現型をレスキューできるかどうかを検討した。GATA-1と同じプロファイルで発現するGATA-2とGATA-3は、いずれもGATA-1欠損マウスをレスキューできた。また、培養細胞の実験から同定されていた転写活性化領域を欠損するGATA-1変異体でも、GATA-1欠損マウスをレスキューできた。これにより、GATA-1遺伝子の制御機構がGATA-1の機能の重要な基盤になっていることと、培養細胞レベルで検討された分子機能は、必ずしも生体における本来の機能を反映しないことが明らかになった。3.小Maf群因子の機能NF-E2は赤血球系細胞の分化に必須の因子であると考えられてきたが、個体レベルでのその重要性は未だに不明であった。我々の作成したmafK:mafG2重欠損マウスにおいて、赤血球膜蛋白質の発現異常が検出され、小Maf群因子が赤血球の膜形成過程において必須の因子であることが明らかになった。これは、赤血球系細胞においてNF-E2を構成する因子の重要性が示された最初の例である。GATA-1遺伝子の生体での赤血球分化における役割を同定するため、GATA-1の赤血球特異的発現を担うIEプロモーターを破壊し、赤血球特異的にGATA-1遺伝子の破壊(ノックダウン)を行った。血球系でGATA-1遺伝子の破壊(ノックダウン)を行った。血球系でGATA-1遺伝子をほとんど発現していない固体は、胎生11.5-12.5日で致死であり、これは貧血によるものであると考えられた。詳しく解析してみると、赤血球の分化は前赤芽球で停止しており、はじめてGATA-1の生体内での作用点が明らかになった。また、β-ガラクトシダーゼをレポーターとしたトランスジェニックマウスの解析により、GATA-1の組織特異的発現に必要な上流域エンハンサーを同定した。このエンハンサーは、胎児期におけるGATA-1の発現には十分であるが成人型造血におけるGATA-1の発現には十分でなかった。成人型赤血球細胞でのGATA-1の発現にはさらに第一イントロンが必要であることが明らかになった。

GATA2の発現を調べている過程で、2つの第一エキソンを発見した。GATA2遺伝子は血球以外の組織にもひろく発現しているが、これはIGエキソンに由来している。今回新たに発見したISエキソンは血球特異的に発現されていることがわかった。Nrf2遺伝子破壊マウスでは、血球分化には異常はなく、新電子性物質による第二相異物代謝酵素群の誘導に欠失がみられた。Nrf2のN末端には活性を負に制御するドメインが存在しており、このドメインを介して、誘導のシグナルに反応していることが明らかになった。このドメインには、細胞骨格に相互作用する因子Keaqp1が相互作用し、Nrf2の活性を負に制御している。NF-E2の小サブユニットであるMafKの発現も、同様に2つの組織特異的なプロモーターによりなされている。造血細胞系におけるMarK遺伝子座のDNase高感受性領域を調べ、新たに胎児肝造血部位においてMafKの発現に必須であるエンハンサーを発見した。転写因子群による赤血球特異的な遺伝子発現制御機構を分子・細胞・個体レベルで包括的に解明する目的で、転写因子間相互作用に基づく転写制御ネットワークが赤血球系前駆細胞の増殖・分化の方向性決定に果たす役割の解明と、赤血球系転写因子自身の発現制御機構の解明とを試みた。その結果以下の点を明らかにした。1. GATA-1遺伝子の転写制御機構が胎児型造血細胞と成人型造血細胞とで異なることを発見した。また、GATA-1遺伝子の部分破壊により、同遺伝子が胎児型造血細胞・成人型造血細胞それぞれの成熟過程に必須であることをを実証した。さらに胚性幹細胞(ES細胞)の試験管内分化実験やGATA-1遺伝子の部分破壊マウスを用いた実験で、GATA-1遺伝子が積極的に細胞増殖の抑制に働いていることを明らかにした。2. GATA-1遺伝子の部分破壊マウスを用いたレスキュー実験で、赤血球分化制御に充分なGATA-1遺伝子の発現制御領域を明らかにした。3. NF-E2転写因子の小サブユニットであるMafKの転写が造血細胞・間葉細胞との間で異なるプロモーターにより独立に制御されることを発見した。4. NF-E2転写因子の大サブユニットであるCNCファミリー蛋白質と会合し、その細胞内局在を制御する新しい蛋白質Keap1を発見し、その構造と機能を解析した。5. GATA-2遺伝子の転写制御には2つの異なるプロモーターが関与しており、造血細胞で特異的に機能するプロモーターが存在することを明らかにした。本研究において、胎児造血細胞と成人造血細胞との間でGATA-1遺伝子の転写制御機構が異なっていることが明らかとなった。今後はこれらのシステムを用いて造血細胞の増殖・分化に対するGATA-1の機能的貢献や、さらに胎児型造血と成人型造血の制御に関与する遺伝子調節領域の同定とそこに作用する転写因子群の解析を行う予定である。1.転写因子の転写制御GATA-1、GATA-2、mafKそれぞれの遺伝子の転写制御機構を、トランスジェニックマウスを用いたレポーターアッセイにより解析した。
わが国の江戸時代天球儀の総合的調査研究

天球儀は星の位置を球面の上に書き記し天球をかたどったもので、通常天の南北極を結ぶ軸の回りに回転する星図の一種である。球面上には恒星や星座・星宿の名前や位置のほかに、赤道や黄道、南北両極やその他の経緯線などが記入され、天文学的考察や教育等の目的に用いられた。わが国では、中国天文学の影響を受け、中国星座を記入した天球儀が江戸時代に製作された。本研究は平成14・15の両年度に行われ、現存が確認される40基あまりの天球儀を実地に調査し、製作年代、製作者、準拠星図、構造・素材、などを明らかにし、相互の比較検討および文献による調査とあいまって、江戸時代の日本製天球儀の特色を明らかにすることが目的である。各天球儀についての詳細な調査は、数基を除けばこれまでほとんどなされていなかった。平成15年度は研究最終年度であり、15基の天球儀の実地調査をおこなうとともに上記の観点から総合的研究をおこなった。その大きな成果の一つは、製作された天球儀が準拠した星図の変遷とともにその使用法・意識の変遷が明らかになったことである。詳細については省くが、江戸時代中にはまず、1.天体観測器具として、また惑星の運動を調べる器具として用いられ。2.ついで地球儀と対になり、天地の模型、天地の概念を示す器具、としての使用がなされ。3.西洋天文学を導入した中国の天文書から新知識を学び取ろうとした時期の以前との折衷的な天球儀が作られ。4.新知識が一般に普及した幕末期において、天球儀が以前より楽に製作できるようになり、天文暦学上それほど有名でない人も天球儀を製作するようになった。天球儀が天空の模型の説明・教育器具として広く普及した、という変遷が見られる。現存するわが国最古の天球儀(1673)の製作者は、幕府の初代天文方となった渋川春海であるが、それ以来江戸時代中に多くの中国天文学系統の天球儀が多くの人によって製作されたと考えられ、現に有銘・無銘の天球儀が存在する。平成14年度は、自立科学博物館が所蔵する8基の天球儀を含め、22基の天球儀の実地調査をおこなった。これは現存する天球儀の半数強にあたる。これらの天球儀について上記の観点から研究を進めており、製作者・製作年代の不明なものも星図・分点等から年代が推定できる。特に国立科学博物館所蔵の天球儀については、初期の内藤家伝来銅製天球儀は「わが国最古の天球儀」の姉妹品であること、春海作かどうか議論のあった藤堂家伝来天球儀は模写品であることを確認した。また、幕末期で日本製かどうか不明であった1基が日本製であることを確認するなど、新しい成果も得られた。
初期近代スペインにみる「キリスト教君主」論―反マキァヴェリズムの系譜

本研究代表者の研究の全体構想は、インディアス(新世界)問題や対抗宗教改革を通じて展開した初期近代スペインの政治理論を考察することにより、国家理性論や社会契約説に偏った従来の西洋初期近代理解の修正を試みるものである。この構想の下、本研究は、ビトリアからスアレスに至る思想家が、統治者のあるべき姿を追究する過程で精緻化した「キリスト教君主」論の特質と意義を解明する。「キリスト教君主」論は、ヘンリー8世婚姻無効擁護論やマキァヴェリズムに対する反論として、世俗権力は宗教権力から自律してはいるが、カトリシズムに基づく法と正義を尊重すべきだと主張する理論である。本研究はこの理論の考察を通じて、初期近代が内包していた脱中世型政治共同体探究の豊かなヴァリエーションを明らかにすることを目的としている。3年目となる本年度は、申請時の計画では、「キリスト教君主」論を支えた第二の軸である反マキァヴェリズムの系譜と特質を検討する期間として予定されていた。この計画に従い、16,17世紀のスペインにおいて国家理性論とほぼ同一視されたマキァヴェリズムの受容と反駁の過程を明らかにし、最終成果報告となる英語単著著作に挿入した。当初計画ではこのテーマをめぐる資料調査・執筆のみであったが、すでに一昨年度から前倒しで研究が進んでいるため、申請時には次年度以降に行う予定であった英語単著著作の入稿と出版なども行うことができた。当初計画では、反マキァヴェリズムをめぐる資料調査・執筆のみの予定であったが、4年目、5年目に行う予定であった作業の一部も終わらせることができたため。当初予定よりも研究の進度が進んでいるため、このまま申請時の計画を前倒して研究を進めていく予定である。来年度は、当初5年目に行う予定であった国内での成果報告を行う。また、本研究を基課題とした国際共同研究強化(A)に採択されたため、本研究をより国際的な学術の場で発展させる。本研究課題代表者の研究の全体構想は、インディアス(新世界)問題や対抗宗教改革を通じて展開した初期近代スペインの政治理論を考察することにより、国家理性論や社会契約説に偏った従来の西洋初期近代理解の修正を試みるものである。研究開始年度となる本年度は、申請時の計画では、「キリスト教君主」論展開の主要因となったヘンリー8世婚姻無効擁護論批判と反マキァヴェリズムをめぐる資料調査・解釈期間として位置づけられていた。この計画に基づき、研究書の附録、雑誌論文、当時の諸版、手稿本の形で散在しているラテン語・カスティリャ語原典、ならびに英語、スペイン語を中心とする最新の先行研究を調査し、それらの読解をすすめた。当初の計画では資料調査と読解までであったが、依頼報告の形で研究成果をまとめる機会をいただいたこともあり、学術論文2本、口頭報告1本の成果を公にすることができた。申請時の計画では、本年度は資料収集と読解のみの予定であったが、結果として学術論文や口頭報告の形で研究成果を公にすることができた。2年目となる本年度は、申請時の計画では、「キリスト教君主」論展開の主要因となったヘンリー8世婚姻無効擁護論批判をめぐる執筆期間として予定されていた。この計画に従い、ビトリア、ソト、カノらの見解を、自然と人為、教会権力と世俗権力の区別をめぐる中世から近代に至る思想系譜に位置づけ、その統治者像の特質を明らかにした。その成果は、最終成果報告として執筆中の英語単著草稿に挿入した。当初計画ではこのテーマをめぐる執筆のみであったが、すでに昨年度から前倒しで研究が進んでいるため、申請時には次年度以降に行う予定であった反マキァヴェリズムに関する執筆やハーバード大学での資料調査、研究者との交流なども行うことができた。当初計画では、ヘンリー8世離婚無効問題をめぐる執筆のみの予定であったが、3年目、4年目に行う予定であった作業の一部も終わらせることができたため。

この構想の下、本研究は、ビトリアからスアレスに至る思想家が、統治者のあるべき姿を追究する過程で精緻化した「キリスト教君主」論の特質と意義を解明する。「キリスト教君主」論は、ヘンリー8世婚姻無効擁護論やマキァヴェリズムに対する反論として、世俗権力は宗教権力から自律してはいるが、カトリシズムに基づく法と正義を尊重すべきだと主張する理論である。本研究はこの理論の考察を通じて、初期近代が内包していた脱中世型政治共同体探究の豊かなヴァリエーションを明らかにすることを目的としている。3年目となる本年度は、申請時の計画では、「キリスト教君主」論を支えた第二の軸である反マキァヴェリズムの系譜と特質を検討する期間として予定されていた。この計画に従い、16,17世紀のスペインにおいて国家理性論とほぼ同一視されたマキァヴェリズムの受容と反駁の過程を明らかにし、最終成果報告となる英語単著著作に挿入した。当初計画ではこのテーマをめぐる資料調査・執筆のみであったが、すでに一昨年度から前倒しで研究が進んでいるため、申請時には次年度以降に行う予定であった英語単著著作の入稿と出版なども行うことができた。当初計画では、反マキァヴェリズムをめぐる資料調査・執筆のみの予定であったが、4年目、5年目に行う予定であった作業の一部も終わらせることができたため。当初予定よりも研究の進度が進んでいるため、このまま申請時の計画を前倒して研究を進めていく予定である。来年度は、当初2年目に行う予定であった婚姻無効擁護論批判をめぐる執筆、3年目に行う予定であった反マキァヴェリズムの系譜と特質をめぐる執筆を進めることを予定している。来年度は、当初4年目に行う予定であった海外資料調査と研究者交流を継続し、最終成果報告となる英語単著原稿の完成をめざす。余力があれば、本研究課題をさらに発展させた関連課題を探究してみたい。来年度は、当初5年目に行う予定であった国内での成果報告を行う。また、本研究を基課題とした国際共同研究強化(A)に採択されたため、本研究をより国際的な学術の場で発展させる。年度内に海外に発注した書籍が年度内に納品・検収されなかったため、次年度使用額が生じた。すでに発注済なので、納品され次第、執行予定である。
院内学級の情報化-院内学級のためのe-learningシステムの構築

病院に設置された院内学級では子供達は空間的にも心理的にも閉鎖的な状況に置かれがちである。また、多様な学年の子供達に対して、個々の病状に応じて、治療と教育などが行われるため、通常の教室環境におけるような学習者間、また、教授者とのコミュニケーションが難しい。これらの問題を解決するために開かれた高度教育環境である情報化された院内学級の構築をおこなった。初年度である17年度では、教室のPC環境の整備、ベッドサイドティーチングを実現するための、病院内に適したモバイルコンピューティング環境の検討、及びe-learningのためのサーバ構築を行った。e-learningの構築には、オープンソースのLMS(Learning Management System)であるMoodleを採用し、学習環境の整備やコミュニケーション環境の構築のために、掲示板、チャットなどのモジュール、アンケートや小テストなど学習活動に必要なモジュールを設定した。18年度においては、非同期型のコミュニケーションツールであるコラボード,Moodleを通してコミュニケーション活性化を図るシステム基盤の構築を行い,さらに遠隔協調学習を導入した。アラスカ大学,国立天文台ハワイ観測所などの子供達に授業を提供してくれるサイトと院内学級教室をテレビ会議システムで同時中継を試みた。また,北大病院医療用PHS回線と札幌市教育ネットワークを介することにより,病室から出ることができない子供達や市内中学校も参加できるオープンな学習環境の構築を試み,教育効果を高める支援と研究を行った。院内学級には病状や治療のために、病院内の教室にすら出向くことのできない生徒もいる。これらの生徒は残念ながら教室に設置されたPCを利用することができない。が、病室から出られない生徒はPHS通信によりMoodleやメールサーバにアクセスし、他の生徒とコミュニケーションをとることが可能となった。Skype等のP2Pシステムを利用することにより、制限はあるが教室と病室をつないだ授業を行うなどの実験的な授業を行った。院内学級では子供達は空間的にも心理的にも閉鎖的な状況に置かれがちである。これらの問題を解決する有効な手段は院内学級の情報化及びユビキタス化であると考え、院内学級での学習にe-learningを導入するための、システム構築を行った。サーバを運用開始してまだ間もないが、自己紹介やチャット、日誌、アンケートなどが容易に院内学級の教員に設定され、利用されている。このe-learningの運用により、院内学級ばかりでばく、ネットワークが利用できる場所であれば継続して教員とコミュニケーションをとることが可能となった。次年度においては、PHSを利用したモバイルコンピューティングにより、病室から出ることが困難な児童のための"ベッドサイドティーチング"を実現するためのシステム、及び協調学習を実現するためのマルチメディアツールを構築する予定である。
人間の技量に基づく宇宙用遠隔操作マニピュレータの知能化制御に関する研究

本研究の目的は,宇宙用遠隔操作を想定したマスタスレーブシステムにおいて,スレーブアームの柔軟性が操作性能を劣化させる問題に対して,作業効率の向上と操作負担の軽減を図ったオペレータへの操作支援のためのコントローラを提案し,試作実験システムにおいて検証実験を行うことにある.本研究は大きく以下の4点について実施された.(1)操作支援法の提案・・・操作性能の劣化原因であるスレーブアームの弾性振動を,知能化コントローラが支援として抑制するために,スレーブアームの振動情報のフィードバックを特徴とする操作支援型コントローラを提案した.(2)操作性と操作感に基づく定量的評価法の提案・・・人間機械協調系における支援効果を定量的に評価するための評価法を提案した.この評価法では,操作性と操作感の両面から人間機械協調系を定量的に評価し,両面において良好な特性を有するものを優れた操作性能としている.(3)1自由度マスタスレーブマニピュレータにおける支援法の評価・・・(1)の提案操作支援法を,1自由度マスタスレーブマニピュレータの試作実験システムに実装し,その有効性を検証した.ここでは,振動情報として,スレーブアーム根元に貼り付けた歪ゲージによる検出値を用い,提案法を(2)の定量的評価法を用いて評価し,その優れた操作性能を検証した.(4)多自由度マスタスレーブマニピュレータにおける支援法の評価・・・(1)の提案操作支援法を,4自由度マスタスレーブマニピュレータの試作実験システム機に実装し,その有効性を検証した.ここでは,振動情報としてアーム先端に取り付けられた加速度センサを用いることを新たに提案した.(3)と同様に,提案法を(2)の定量的評価方法を用いて評価し,その優れた操作性能を検証した.本研究の目的は,宇宙用遠隔操作を想定したマスタスレーブシステムにおいて,スレーブアームの柔軟性が操作性能を劣化させる問題に対して,作業効率の向上と操作負担の軽減を図ったオペレータへの操作支援のためのコントローラを提案し,試作実験システムにおいて検証実験を行うことにある.本研究は大きく以下の4点について実施された.(1)操作支援法の提案・・・操作性能の劣化原因であるスレーブアームの弾性振動を,知能化コントローラが支援として抑制するために,スレーブアームの振動情報のフィードバックを特徴とする操作支援型コントローラを提案した.(2)操作性と操作感に基づく定量的評価法の提案・・・人間機械協調系における支援効果を定量的に評価するための評価法を提案した.この評価法では,操作性と操作感の両面から人間機械協調系を定量的に評価し,両面において良好な特性を有するものを優れた操作性能としている.(3)1自由度マスタスレーブマニピュレータにおける支援法の評価・・・(1)の提案操作支援法を,1自由度マスタスレーブマニピュレータの試作実験システムに実装し,その有効性を検証した.ここでは,振動情報として,スレーブアーム根元に貼り付けた歪ゲージによる検出値を用い,提案法を(2)の定量的評価法を用いて評価し,その優れた操作性能を検証した.(4)多自由度マスタスレーブマニピュレータにおける支援法の評価・・・(1)の提案操作支援法を,4自由度マスタスレーブマニピュレータの試作実験システム機に実装し,その有効性を検証した.ここでは,振動情報としてアーム先端に取り付けられた加速度センサを用いることを新たに提案した.(3)と同様に,提案法を(2)の定量的評価方法を用いて評価し,その優れた操作性能を検証した.本研究の目的は,宇宙用遠隔操作を想定したマスタスレーブシステムにおいて,スレーブアームの柔軟性が操作性能を悪化する問題に対して,オペレータへの操作支援のためのコントローラを提案し,実機での検証実験を行うことにある.本年度は,以下の3点について実施した.1.一般に広く用いられている力帰還型バイラテラル制御法に対し,スレーブアームの歪み情報を用いた振動抑制のための操作支援型コントローラを新たに提案した.この操作支援は,熟練者の操作技量の模倣に基づいており,以下の3つからなる.(i)スレーブアームの自律的動作による支援,(ii)振動抑制促進のためのオペレータへの反力提示による支援,(iii)人間の意志理解に基づく(i)の付加タイミング制御による支援.提案手法の有効性を実験システムを用いて評価し,その結果,提案法が操作性と操作感に優れた特性を持つこと示された.(詳細を2.に示す.)2.提案法の3つの支援効果を個別に,操作性と操作感の両方から評価した.特に,操作感の評価として,SD法と主成分分析による主観的評価法を新たに提案した.この結果,(ii)の操作支援が,定量的な評価の下で最も効果が高かった.これは,支援において,マスタとスレーブの同期性が保たれることが重要であることを示している.一方で,例えば摩擦などの機構上の理由からマスタに操作遅れなどが生じる場合,マスタとスレーブの同期性が保たれない.この場合,(ii)の機能に加えて,(i)(iii)によるスレーブの適切な自律化が,操作性と操作感を向上させることが示された.3.提案法は1自由度マスタスレーブマニピュレータに対する基礎的な検討である.今後提案法の実用的な展開のために,4自由度マスタスレーブマニピュレータの設計,製作を行った.今後,提案コントローラを4自由度マニピュレータへ拡張し,この実験的検証を行うと共に,実用化の観点からの見直しを行う.

本研究の目的は,宇宙用遠隔操作を想定したマスタスレーブシステムにおいて,スレーブアームの柔軟性が操作性能を劣化させるといった問題に対して,オペレータへの操作支援のためのコントローラを提案し,実機での検証実験を行うことにある.本年度は,以下の3点について実施した.(1)一般に広く用いられる力帰還型バイラテラル制御法に対し,スレーブマニピュレータの振動をエンドエフェクタの加速度情報を用いて検出し,その情報をフィードバックするといった操作支援型コントローラを新たに提案した.このコントローラは以下の3つから構成される.(i)スレーブアームの自律的振動抑制による支援,(ii)振動抑制促進のためのオペレータへの力覚提示による支援,(iii)人間の意志理解に基づく(i)の付加タイミング制御による支援.提案手法の有効性を実験システムを用いて評価し,その結果,提案法が操作性と操作感に優れた特性を持つこと示された.(詳細を(2)に示す.)(2)提案法の支援効果を操作性と操作感の両面から評価した.特に,操作感の評価として,SD法と主成分分析による主観的評価法を新たに提案した.この結果,提案支援法が,二つの定量的な評価の下で,操作性と操作感を向上させることが示された.(3)提案法は,1自由度マスタスレーブマニピュレータに適用して基礎的な検証を行ない,続いて実用化展開のために4自由度マスタスレーブマニピュレータに適用し検証を行った.両者において,(2)で示されたように良好な結果を得た.