hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵臓がん微小環境に長期生存するがん間質幹細胞を標的とした新規治療法の開発

これまでに我々は計61系統のがん患者由来のPDXモデルを作製してきており(樹立確立:61/116(52.6%))、膵臓がんPDXにおいては17系統作製してきた(膵臓がんPDX樹立確立:17/38(44.7%))。また、患者由来の膵臓がん組織がNOG-EGFPマウスに継代してもその特徴が保たれている事を形態学的及び遺伝学的に証明してきた。PDXマウスの特徴として、がん細胞もがん間質細胞も元は患者由来であるが、マウス継代を行うことによりがん細胞は患者由来のままであるが、がん間質細胞はマウス由来に置換されていく。この現象を利用してがん間質細胞がマウス由来に置換されていく中で残存する患者由来のがん間質細胞に着目して解析を施行した。具体的には、腫瘍組織を上皮マーカーと間質マーカーとで染色し、間質マーカー陽性細胞をソーティングして次世代シーケンサー(NGS)にて解析した。得られたデータをマウス由来のシーケンスとヒト由来のシーケンスとに完全に分けて解析し、ヒト由来のシーケンスのみデータ解析を施行した。この解析を若い世代のPDX(G2)と多く継代したPDX(G8)とを用いて比較検証した。その発現解析結果から、長期継代したPDXにおいても維持されている遺伝子を同定した。今後は同定した遺伝子について発現及び機能解析を施行する。PDXの作製は順調に進み、PDXの特徴についての解析も予想通りのデータが得られた。腫瘍組織を単細胞化し、上皮マーカーと間質マーカーとで染色して、間質マーカー陽性細胞をソーティングする作業工程ではかなり苦労したが、ある程度は想定範囲内であり最終的には純度の高い細胞をソーティングすることに成功した。ソーティングした細胞からDNA/RNAを抽出し、次世代シーケンサー(NGS)解析に持っていく段階でDNA/RNA量が足りない事態が起こったが、数匹のマウスから同様の工程を踏んで細胞を採取することで規定量のDNA/RNAを採取する事ができた。NGS解析後ヒト由来のシーケンスのみを抽出し、PDXマウスのG2とG8で比較解析を施行した際には、色々な解析法を駆使することにより有望な遺伝子を同定する事ができた。同定した遺伝子が本当にがん細胞ではなくがん間質細胞由来である事を証明するために、使用したPDX腫瘍組織及び元の患者腫瘍組織を用いて検証を行う。本検証ではDNA/RNA解析だけでなく、タンパク質解析も施行する予定である。また、その他のがん組織における発現もmultiple tissue arrayを用いて解析を行う。機能解析では、同定した遺伝子の発現ベクターを作製し、細胞株に遺伝子導入してin vitro及びin vivoでの解析を施行する。(理由)

次世代シーケンサー解析を他の研究で行っているサンプル解析と一緒に行うことで委託解析コストを下げる事に成功した。しかし、同定した遺伝子が予想より多いため、今後の発現解析及び機能解析に、より多くの経費が掛かることが予想されたため次年度への使用額が生じた。(使用計画)基本的な研究計画に変更はないが、同定された遺伝子が予想より多く、検証する時間とコストに変更が生じ、それに合わせて使用計画も変更する。
シングルセル発現プロフィル解析による疾患進展因子の探索

本研究の目的は、シングルセル発現プロフィル解析法をプロスタグランジン(PG)受容体欠損マウスに適用し、アレルギー性疾患などの進展に関与する鍵遺伝子を明らかにすることである。(1)研究代表者らは、各EP受容体欠損マウスにアレルギー性喘息モデルを導入しその応答を調べたところ、EP3欠損マウスが喘息応答の増悪を示した。野生型マウスにEP3作動薬を投与すると、喘息応答を緩和した。肺胞上皮の発現プロフィル解析の結果、EP3作動薬によりTARCやエオタキシンなどのケモカイン発現が低下した。従って、EP3受容体は、肺胞上皮におけるケモカイン誘導を作用点として喘息応答を抑制することが判った。(2)カゼイン誘導性腹膜炎モデルを用いて、局所で産生されたPGE2は、好中球に発現するEP2受容体を介して顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)放出を促進し、炎症局所への好中球リクルートに重要な役割を担うことを明らかにした。この際、浸潤好中球の発現プロフィルを解析し、G-CSF発現誘導には、EP2受容体による持続的なcAMP産生亢進が必須であることを明らかにした。(3)上記(1)の解析でEP3欠損マウスのアレルギー応答亢進の一因として、マスト細胞応答の亢進を見出した。しかしその分子機作は明らかでない。そこで研究代表者は、組織マスト細胞の発現プロフィル解析を試み、まずマスト細胞の二つのサブタイプ(CTMCとMMC)の発現差を捉えることに成功した。現在アレルギー疾患の進行やEP3受容体欠損に伴うマスト細胞の発現プロフィル変化を解析中である。
果菜類のロックウール栽培における日射量に応じた養液供給システムの開発

ロックウール(RW)を用いた野菜栽培は、わが国では数年前から開始されたばかりで、適切なかん液量決定方法が確立されていない。かん液量は蒸発散量に見合う量とするのが良いが、そのセンサーに適当なものがない。そこで、蒸発散量に関係が深い日射量を基準にし、積算日射量の多寡に応じてかん液量を加減する養液供給システムの開発を行うため、温室メロンを材料として本実験を行った。〔午前中の績算日射量によるかん液量制御〕日の出から数時間の積算日射量によりその日の天候を定義し、かん液量を制御し、1986年秋、1987年春に温室メロンをRW栽培した結果、一定量かん液区よりも積算日射量に応じたかん液区で、また、対照区よりも水切り区で生育、果実収量・外観が劣った。[積算日射量による「午前かん液」と「終日かん液」の比較]かん液時間の違いと「水切り処理」の組合せにより1987年秋作、1988年春作及び秋作に温室メロンをRW栽培した。かん液はコンピュターにより制御した。その結果、3作とも生育、果実の肥大は「終日かん液区」>「午前かん液区」、「対照区」>「水切り区」となったが、'87年秋作、'88年春作では全処理区で裂果がみられ、「午前かん液区」、「水切り区」でより多かった。'88年秋作も'88年春作とほぼ同様なかん液ソフトを用いて栽培したが、受粉後の温室管理の違いのためか裂果はみられず、前二作と比較して全般的に良好な生育を示した。RWの温室メロン栽培では、土耕で行われている水切り操作や午前中心のかん液は生育を阻害する結果となったが、これはRW内の一時的な乾燥により根が傷んだためと考えられる。今後はメロンの水分状態を把握しながら、さらに細かく日射量とかん液量を対応させたり、かん液終了時刻やかん液間隔を検討する必要があると思われる。ロツクウール(RW)を用いた野菜栽培は、わが国ではここ1,2年前から開始されたばかりで,適切なかん液方法がまだ確立されていない。かん液量は,蒸発散量と密接な関係を有するが,後者を測定するセンサーに適当なものがないため,蒸発散量と最も関係が深いと思われる日射量に置き換えて考え,日射量の多寡に応じてかん液量を加減する養液供給システムの開発を行うため,本実験を行った。1086年9月25日に,温室メロン'アールスフェボリット冬F3号'の本葉2枚苗を,RWスラブ上に定植し,温室内(最低20°C)で栽培した。処理区として(1)慣行区(水切り処理有),(2)日射量によるかん液区(同無),(3)同上(同有),(4)一定量かん液区(同無)の計4区を設けた。培養液は所定の濃度のものを,ノズルを用いて点滴し,施用量は(2),(3)区では日の出から、午前10時までの積算日射量によって,その日の天候を予測し,かん液回数を決めることによって,1日のかん液量を決定した。なお、正午までの積算日射量も測定し、10時以降天候が変化した場合に補正する方法をとった。

生育初期の草丈には、処理区間に差がなかったが,水切りをすると生育が劣えた。地上部の乾物重や果実の新鮮重は全培養液施用量に対応して,4区〉2区〉1区〉3区の順になった。果実の外観や,ネット密度は処理区間に差がなかった。果実の肉質は滑らかで,果肉内の繊維量も目立たなかった。以上の結果から,日射量に応じたかん液区では,生育や果実の収量,外観は慣行区よりも優ったが、一定量かん液区には劣った。また水切り区は,しない区よりも劣った。従って、RW栽培では、従来の一般栽培で行われている水切りをしない方がよいことが明らかとなった。本実験は秋冬作であり,春夏作では日射量と蒸発散量とは相関が高いので、今後試験を行って確かめる必要がある。初年度に行った日射量に応じたかん液方法によるメロンの栽培試験は,秋作のデータであり,環境条件の異なる春作とは結果が異なると思われる.そこで,初年度の結果を基に,実験1では常に1定量を施用した場合と比較し,実験2では午前中のみかん液をす場合と終日かん液する場合を比較して,コンピューター制御によりかん液を行って栽培試験をした.また,併せて「水切り処理」の効果についても検討を行った.[実験1] 1987年4月20日に本葉3枚の苗(アールスフェボリット)をRW栽培ベッドに定植した.処理は,日射量にじてかん液する場合及びタイマーにより一定量施用する場合と「水切り処理」(水切り区,水切り時培養液2単位区)」の有無の組み合せによる6区(8反復)を設けた.なお,かん液は全て午後1時にて終了するように設定した.その結果,実験1では日射量区より一定量区で,水切り区より対照区で生育,特に果実肥大が優ったが,これは,日照量区では前日が晴天の場合,翌朝のRW内水分が不足したり,場合によってはかん液量を越える蒸発散量があったこと,また水切り区では,過度の水切りにより根を傷めたためと考えられる.[実験2] 1987年9月29日に本葉2ー25枚の苗をRW栽培ベッドに定植した.処理は,植物体が必要とする水分を午前中のみ与える区(午前かん液区)及び全日にわたってかん液する区(終日かん液区)と「水切り処理)水切り区,水切り時培養液4単位区)」の有無の組み合せにより6区(8反復)け設けた.その結果,各処理区において裂果が多発したため,午前かん液と終日かん液が果実品質に及ぼす影響は明らかにできなかったが,裂果が対照区より水切り区及び4単位区で,比較的早くから発生したことから, RW栽培においては受粉直後の果実肥大期に,果皮の軟化を促す養水分管法が重要であることが示唆された.昨年度は、初年度及び春作の試験結果を基に、日射量に応じて「午前中かん液」「終日かん液」処理により温室メロンを栽培し、実用性の高いかん液の自動化ソフトを作成することができた。しかし、裂果が多発し、商品性に問題があったため、かん液量、水切り程度、RWの厚さ、温度環境等の条件を変え、春作及び秋作の温室メロン(アールスフェボリット)をRW栽培し、上記ソフトによる養分管理を検討した。[春作試験]1988年4月11日に本葉2.53枚の苗をRW栽培ベッドに定植した。処理は、かん液時間の違いによる「午前かん液区」と「終日かん液区」、水切りの有無による「対照区」と「水切り区(開花前後計12日間、かん液量を対照区の60%)」、RWマットの厚さが「5.0cm区」と「7.5cm区」の計8処理区とした。その結果、「終日かん液区」及び「対照区」で生育及び果実肥大が優り、裂果は少ない傾向を示した。「午前かん液区」、「水切り区」では、RW内の根が傷んだために生育が抑制されたと考えられる。なお、裂果が全処理区でみられたため、春作においても、RW栽培における果皮の軟化を促すための適切な水分管理とともに温度等の環境要因の影響を明らかにする必要があると思われた。[秋作試験]1988年9月13日、本葉3枚の苗をRW栽培ベッドに定植した。
日米水法の比較法的研究-流域環境の総合的健全化の観点から-

日本では、降水パターンや高度経済成長期に氾濫原の開発が進んだことから水害が多く、稲作などのために夏場の需給調整が難しい。従来、ダムはこれらの問題を解決するための万能薬と考えられてきたが、近年、ダムの社会経済的影響・環境影響・財政的負担が問題となり、ダムに代わる治水対策や渇水調整のための法的手法の開発が喫緊の課題である。本研究は、これらの全ての問題解決を企図していたが、現実には、渇水調整の手法として、1.水融通及び2.地下水の持続的利用及び、3.地表水の利用に伴う生態系への影響の緩和手法について成果を上げた。現在、日本では、政府が水害について賠償責任を負う能性が認められている(国家賠償法2条)。また、河川法は行政の許可のもとで水利権の譲渡を認めるものの(34条)、この規定はあまり活用されでいない。そして、日本は、火力・原子力とともに水力によって電力を賄っている。さらに、本土では地盤沈下への懸念から地下水の利用を抑制してきた。これらの問題に答えるために、行政は、ダムによって地表水及び地下水を管理してきた。しかし、社会経済的影響や環境影響・財政的な持続可能性を勘案すると、今後は、治水・利水・環境の三つの要素を総合的に考慮し、ダムに過度に依存せず流域のつながりを尊重した水利用の体系-流域の統合的ガバナンス-が必要である。2010年度は、7月までは、上記の問題についてアメリカ合衆国の現状について文献調査・現地調査を行いながら、予防原則に関する論考及び日本の公物法全般及び河川法・道路法等に関する論考をまとめた。9月には、Groundwater Resources Associationにおいてポスター発表を行い、日本の地下水保全条例とカリフォルニア州の地下水保全条例との比較検討を行った。また、Klamath川流域において環境指標であるサケが激減し、ダム撤去に向けた合意が形成されつつある。そこで、Klamath川流域の現状を確認するため、現地調査を行った。11月末から12月上旬には水取引の実態について行政や関係者へのヒアリング調査及び現地調査を行い、12月中旬以降はKlamath川の現状について行政や法律事務所や行政へのヒアリング調査を行った。2011年2月には、Bay Area周辺のWater Law Professorの昼食会で日本における水取引の可能性について口頭発表し、3月には同じ内容のUC BerkeleyのWater Resources Lawにおいてミニ講義を行った。2011年度は、ダムに代わる渇水調整の手法として、1.水融通及び2地下水の持続的利用について検討し、さらに、3.地表水の利用に伴う生態系への影響の緩和手法について検討した。1.水融通日本における水取引の事例である三田用水事件(松本充郎「河川法」北村喜宣他編『行政法用語辞典』法学書院・2012年)と米国California州におけるインペリアル灌漑区とサンディエゴ市の水取引等に関する事件であるQuantification Settlement Agreement (QSA)を比較検討した。特に、河川法上の水利権とCalifornia州法上の水利権概念および河川法改正の方針については、Antonio Rossmann弁護士をはじめとする国内外の研究者及び実務家と意見交換を行った。2.地下水の持続的利用日本には、地下水につかて、利用権の配分原理や利用の上限について規定した包括的な法律はなく、裁判例上もこれらの点は明らかではなかった。しかし、旧紀伊長島町(現三重県紀北町)の水道水源保護条例は安全採取量と地下水利用権の配分原理を暗示し、廃棄物処場の設置を巡る紛争に関する下級審判決はこれらを承認しており、事実認定の誤りを補正すれば先例的価値が高い(松本充郎「地下水法の現状と課題」(高知論叢102号・2011年)69-96頁)。3.地表水の利用に伴う生態系への影響の緩和手法新保輝幸と共編著で『変容するコモンズーフィールドと理論のはざまから-』(ナカニシヤ出版・2012年、分担執筆者は飯國芳明・緒方賢一・高橋勇夫他)を出版した。特に、その第3章において地表水の利用に伴う生態系への影響の緩和について、(アメリカ西海岸のKlamath川における天然サケの再生と比較しつつ)天然アユに代表される生態系への悪影響を緩和するための施策とそれらを実施するための法制度について検討した。
エネルギー勾配に逆らった励起子伝達の機構解明とその応用

太陽光から得たエネルギーを電子の流れへと変換を行う光合成反応中心、および、その周りに存在する色素タンパク質では、巧みに色素分子が配列され、エネルギーの流れの制御がなされている。本研究では、反応中心が必要とするエネルギーより低いエネルギーを持つ色素に着目し、(1)様々な光合成色素タンパク質に存在する低エネルギー色素の同定、(2)低エネルギー色素の光合成における機能、(3)低エネルギー色素の発現法、について考察した。本研究における基本的な実験は、分子配列系に取り込まれた各分子から充する蛍光の時問変化、スペクトル変化をピコ秒時間分解蛍光分光法、および、フェムト秒時間分解蛍光分光法により観測を行うことにある。ピコ秒時問分解蛍光観測システムについては、分光器、時間相関シングルフォトンカウンティングモジュールを構入し、本研究に特化したシステムを制作した。また、フェムト秒領域の測定には、ミラー、光学フィルター等の光学部品、電子部品、を新たに購入し、蛍光アップコンバージョン法を用いた観測システムを新たに製作中である。本年度は、ホウレンソウの光化学系II粒子および光化学系II反応中心(いずれもクロロフィルaが主要色素)、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC6803の光化学系IIコア複合体(クロロフィルαが主要色素)、クロロフィルdを主要色素として持つシアノバクテリアAcaryochloris marinaの光化学系II複合体について、反応中心における電荷再結合過程に肴目し、ピコからナノ秒領域における時間分解蛍光スペクトルおよび遅延蛍光に関する考察を行った。いずれの光合成生物においても、遅延蛍光は680nm近辺のクロロフィルa蛍光から観測された。近くにより低いエネルギーを持つクロロフィルが存在するにも関わらず、遅延蛍光は反応中心に存在するクロロフィルaから発せられていることがわかった。このクロロフィルaの近辺ではエネルギーの勾配に従ったエネルギー移動が起きていないことになり、今後、分子の配向を考慮し検討を行う必要があることが示唆された。本研究における基本的な実験は、分子配列系に取り込まれた各分子から発する蛍光の時間変化、スペクトル変化をピコ秒時間分解蛍光分光法、および、フェムト秒時間分解蛍光分光法により観測を行うことにある。ホウレンソウ(クロロフィルaが主要色素)、シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC6803(クロロフィルaが主要色素)、および、シアノバクテリアAcaryochloris marina(クロロフィルdが主要色素)の光化学系II反応中心における遅延蛍光の観測を行った。近くにより低いエネルギーを持つクロロフィルが存在するにも関わらず、遅延蛍光は反応中心クロロフィルaから発せられていることがわかった。緑藻ミルの色素タンパク複合体が持つ吸収帯の同定を行った。カロテノイドの一種、シフォナキサンチンがタンパク質と相互作用をすることにより緑色光を吸収する機能を持つことがわかった。エネルギー移動過程は励起波長依存性を示す結果が得られた。始原的シアノバクテリアGloeobacter violaceusが持つ特殊な配置を持つフィコビリゾームにおけるエネルギー移動過程について検討した。ユニット間にエネルギートラップとなる色素が存在し、フィコビリゾーム全体でのエネルギー効率が低下していることがわかった。常緑樹イチイにおけるエネルギー移動過程の季節変化について考察した。本研究における基本的な実験は、光合成色素タンパク質複合体や人工分子配列系に取り込まれた各分子から発する蛍光の時間変化、スペクトル変化をピコ秒、および、フェムト秒時間分解蛍光分光法により観測を行うことにある。シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC6803(クロロフィルaが主要色素)の光化学系II反応中心、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC6803のCP43欠落株、および、シアノバクテリアAcaryochloris marina MBIC11017(クロロフィルdが主要色素)の光化学系I粒子における励起緩和ダイナミクスの観測を行った。クロロフィルaで構成される光化学系の反応中心や低エネルギークロロフィルにおける電子伝達・励起エネルギー伝達を考察した。また、クロロフィルdで構成される光化学系Iの低エネルギークロロフィルから発せられる蛍光シグナルを同定した。緑藻ミルが持つカロテノイド、シフォナキサンチンの励起緩和ダイナミクスを観測した。タンパク質と相互作用をすることにより緑色光を吸収する機能を持つこと、クロロフィルへのエネルギー移動過程がシフォナキサンチンの最低励起電子状態の振動励起状態から起こりえることがわかった。亜鉛テトラフェニルポルフィリン-γ-デキストリン連結分子に着目し、水/エタノール混合溶媒に溶解させることにより、分子配列系の構築を試みた。高濃度にすることによりソーレ帯の低エネルギー領域に新たな吸収を生じさせ、光エネルギーの捕集に寄与させることができることがわかった。
フランスにおける多機関連携を基盤とするキャリア教育モデルの比較研究

本研究の目的は、フランスの進路指導における多機関連携ネットワークの全体像を描き出し、教育学的観点から進路を公的に保障する仕組みを解明することである。パリおよびオルレアンで実施した実地調査の結果、2009年にサービスの範囲・対象者・内容の異なる諸機関の関係が、社会的ステータス(横軸)と社会的機能(縦軸)に従って整理されていることが明らかになった。さらに、2011年に発表された認証評価基準によって、そのネットワークの質保証が行われている。第1に、本研究で調査する進路指導関連機関の歴史、規模、役割、業務、評価に関して、当該機関の刊行物、ウェブサイト、政府報告書などの文献を通じて理解し、インタビュー内容を決定した。第2に、現地の研究者とコンタクトをとり、実地調査の準備を進めた。当初、パリを中心に調査を行う予定であったが、トゥール大学区への受け入れが認められたので、調査地を変更した。第3に、フランスでの実地調査を行った。3月13日はパリ郊外のボンディ(Bondy)にあるミッション・ローカル(Mission Locale)を訪問した。同地区は大部分の家庭が経済的困難を抱えおり、何の資格も取得せずに離学した若者が支援機関を利用している。活動内容、他機関との連携の在り方等について尋ね、さらに個別職業指導行程(POPI)というプログラムを参観した。これは(1)キャリアカウンセラーとの面談を通して自己理解を深めて興味のある職業を発見し、(2)関連企業で2週間12週間の研修を積み、(3)進路ストラテジーを構築するというステップで構成される。3月15日16日はオルレアン大学情報・進路指導局(SAIO)で短期研修を受けた。SAIOの役割について説明を受けた後、高校の進路指導を担当している進路指導・情報センター(CIO)、大学情報・進路指導局(SUIO)を訪問した。SUIOは(1)各大学に帰属するのではなく国家の公役務(servive public)として運営されていること、(2)オープンキャンパスなど高校生受け入れの企画を担うことなどが我が国と異なっていた。また、国立教育・職業情報局(ONISEP)の支部を訪問し、2008年に導入された「職業と教育制度の発見行程」(PDMF)の実施状況を調べた。「進路指導・教育パスポート」(相互交流型ポートフォリオ)を作成するWebclasseurが本格運用されていることが明らかになった。前年度にパリおよびオルレアンで行った実地調査で入手した資料やインタビューの分析を行い、目的の達成を試みた。その結果、「生涯進路指導と生涯職業訓練に関する2009年11月24日の法律」によって、その機関の社会的ステータス(横軸)、その機関のもつ社会的機能(縦軸)、という2つの軸に従ってサービスの範囲・対象者・内容の異なる諸機関の関係が整理され、全国ネットワークが形成されていることが明らかになった。各機関の専門性が強いのが特徴であるが、最初の相談窓口はどこでもよく、そこを入り口として利用者のニーズに応じた専門機関に割り振ることになっている。さらに、この制度を実質的に機能させているのが、新たに考案された質保証の仕組みである。「2011年5月4日の省令」によって、「国家認証評価に関する義務目録」という認証評価基準が定められた。そこでは、諸機関が連携協約を締結し、地理空間と地域特性を考慮したネットワークを結成することが定められた。また、連携に対する責任を明確にするためにコーディネーション責任者を設置し、責任者が中心となってサービスの自己評価や認証評価の申請を行うことになっている。以上のように、本研究によって1ネットワーク化による多機関連携、および2認証評価による質保証の仕組みが明らかになった。両者は、生涯進路指導の両輪として密接に結びついている。我が国にも少数ながら進路支援の専門機関が存在するが、サービス内容は就職支援に偏っており、多様性に欠ける。さらに各機関の関係や役割分担が不明確であり、機関同士の連携は不充分である。このような状況にあって、フランスのシステムは多機関連携を基盤とするキャリア教育モデルに一定の示唆を与える。実地調査において、当初予定していた機関をほぼ訪問することができ、インタビューを行うことができた。2年目に訪問予定の機関を含めて幅広く調査ができた反面、滞在日数が5日間と短かったため、各対象のサンプル数は少なくなってしまった。しかし、本研究は量的ではなく質的研究であるので、「多機関連携ネットワークの全体像を描き出す」という目的を達成するために、大きな支障はないと考える。今後、インタビュー内容を聞き起こし、各機関の連携の実態を明らかにしていきたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。前年度に行った実地調査で予定していたほぼ全ての機関を訪問できたため、その結果を分析して、学会発表および研究論文執筆を行う。

また、その過程でさらなる調査が必要であれば、渡仏し、サンプル数の増加に努める。さらに前年度調査で、2009年に「生涯進路指導」に関する法律が制定され、各機関同士の位置付けと関係が整理されたことが明らかになった。同時に、各機関の提供するサービスの質保証が強化されたようである。したがって、この法律および関係法令を翻訳することで、多機関連携の新展開を解明する必要性が生じた。こうした最新動向をふまえた上で、進路保障の一端を担う包括的なキャリア教育モデルを考案したい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
筆すべりにロバストなデジタルインクのスプラインベースド超圧縮法に関する研究

本研究は、申請者がこれまでに取り組んできたスプライン関数の理論と応用に関する発展として位置づけ、いわゆるスプラインベースドアプローチに基づくタブレットPC等の電子機器上での筆記を表現するために使われるデジタルインクのデータ圧縮法を確立する、ことを目的としている。平成30年度は、主に(A)統計学的見地からの筆滑りの現象解明、と(C)スパースコーディングと辞書学習に基づく超圧縮法の開発、に関連する課題に取り組んだ。(A)に関しては、筆滑りに関するデータを十分に計測できず現象解明に至るのは難しいと判断し、別アプローチでの研究を進めた。具体的には、申請者らの筆文字に関する研究成果をもとに、デジタルインクを筆文字風へと変換する方法についてディープラーニングアプローチにより検討した。変換法は、エンコーダ・デコーダ型の畳み込みニューラルネットワークによる生成器であり、エンコーダ部において得られる低次元化された特徴を抽出・分析を行うことで今後筆滑りの現象解明へと繋がる可能性は得た。一方、(C)に関しては、前年度のコンパクトスプラインの設計法に関する研究を継続した。Bスプラインを用いた曲線の設計問題は、制御点の系列の設計問題として捉えることができる。ゆえにその曲線の形状の操作について制御点に対する操作として定義できる。ここで興味ある問題は、元のスプライン曲線の形状は変化させず支配的な制御点のみで表すことがである。この実現には支配的な制御点を探索することが主タスクとなるが、動的計画法を用いることで指定個数の制御点を高速で探索できる。この制御点探索において、設計される曲線のみでなくその微分値までを含めた多階層誤差関数の考えを導入することで、より精度の高いコンパクトBスプラインを設計することができることを数値実験により示した。平成28年度は、まずは統計学的見地から筆すべりの現象解明を行う予定であった。既に、基礎実験により、ヒトの筆滑りは大よそ0.1秒間のバーストとして現れ、そのときの微分値が瞬間的に大きくなることが得られていたが、データ取得に予想以上の結果がかかっており、上述以上の結果は現在のところ得られていない。一方で、本年度の主成果としては、これまでの基礎理論を見直すことで、平成30年度に取り組む予定であったスパースコーディングと辞書学習に基づくいわゆるデジタルインクの超圧縮法についての基礎結果を得た。具体的には、Ahronらのk-SVD法と呼ばれる手法を用いて訓練データから特異値分解を行い学習することで過完備な基底集合(辞書とも呼ぶ)を構築した。その後、Tibshiraniにより提案されたLeast absolute shrinkage and selectionoperator(LASSO)と呼ばれるL1正則化を用いることでデータ超圧縮を行った。結果は従来法に較べかなり良好であったものの、現段階では、文字の種類やサイズなどに制限があるなどの課題が残っている状態である。3年間に取り組む課題は以下の(A)、(B)、(C)であり、初年度は課題(A)、(B)に注力し完了する計画である。本初年度においては、課題(A)についての成果は出ていないものの、課題(B)と課題(C)についてはおおよその見通しがたち、研究内容の進展、および国際会議発表などによる成果の公表は順調なペースで進んでいる。(A)統計学的見地からの筆滑りの現象解明、(B)筆滑りにロバストなデジタルインク圧縮法の開発、(C)スパースコーディングと辞書学習に基づく超圧縮法の開発本研究は、申請者がこれまでに取り組んできたスプライン関数の理論と応用に関する発展として位置づけ、いわゆるスプラインベースドアプローチに基づくタブレットPC等の電子機器上での筆記を表現するために使われるデジタルインクのデータ圧縮法を確立する、ことを目的としている。平成29年度は、主にスパースコーディングと辞書学習に基づく超圧縮法の開発に関連する課題に取り組んだ。特に、前年度のLASSOと呼ばれるL1正則化を用いたデータ超圧縮についての研究から着想に至ったコンパクトスプラインの設計法の研究を行った。Bスプラインを基底関数として用いた曲線を生成する際、Bスプラインの重み係数である制御点の系列は曲線の輪郭を表す。すなわち、曲線の設計問題は、制御点の系列の設計問題として捉えることができ、ゆえにその曲線の形状の操作についても制御点に対する操作として定義づけできる。ただ、その操作性は制御点の個数に依存する。例えば、制御点の個数が少なければ曲線を大域的に修正しやすいであろうし、逆に、その個数が多ければ局所的に修正しやすい。そこで、スプライン曲線の形状を広義的に修正できるよう、基のスプライン曲線の形状は変化させず支配的な制御点のみで表すことができるコンパクトBスプラインの設計方法を開発した。その方法では、支配的な制御点を探索することが主なタスクとなるが、動的計画法を用いることで指定個数の制御点を高速で探索できる。さらに、そのような探索された制御多角点からNURBS(Non Uniform Rational B-Spline)により精度よく近似できる方法を非線形計画問題として定義し、その有用性を数値実験により検討した。3年間に取り組む課題は(A)統計学的見地からの筆滑りの現象解明、(B)筆滑りにロバストなデジタルインク圧縮法の開発、(C)スパースコーディングと辞書学習に基づく超圧縮法の開発である。

本年度においては、課題(B)と課題(C)についてはおおよその見通しがたち、研究内容の進展、および国際会議発表などによる成果の公表は順調なペースで進んでいる。本研究は、申請者がこれまでに取り組んできたスプライン関数の理論と応用に関する発展として位置づけ、いわゆるスプラインベースドアプローチに基づくタブレットPC等の電子機器上での筆記を表現するために使われるデジタルインクのデータ圧縮法を確立する、ことを目的としている。平成30年度は、主に(A)統計学的見地からの筆滑りの現象解明、と(C)スパースコーディングと辞書学習に基づく超圧縮法の開発、に関連する課題に取り組んだ。(A)に関しては、筆滑りに関するデータを十分に計測できず現象解明に至るのは難しいと判断し、別アプローチでの研究を進めた。具体的には、申請者らの筆文字に関する研究成果をもとに、デジタルインクを筆文字風へと変換する方法についてディープラーニングアプローチにより検討した。変換法は、エンコーダ・デコーダ型の畳み込みニューラルネットワークによる生成器であり、エンコーダ部において得られる低次元化された特徴を抽出・分析を行うことで今後筆滑りの現象解明へと繋がる可能性は得た。一方、(C)に関しては、前年度のコンパクトスプラインの設計法に関する研究を継続した。Bスプラインを用いた曲線の設計問題は、制御点の系列の設計問題として捉えることができる。ゆえにその曲線の形状の操作について制御点に対する操作として定義できる。ここで興味ある問題は、元のスプライン曲線の形状は変化させず支配的な制御点のみで表すことがである。この実現には支配的な制御点を探索することが主タスクとなるが、動的計画法を用いることで指定個数の制御点を高速で探索できる。この制御点探索において、設計される曲線のみでなくその微分値までを含めた多階層誤差関数の考えを導入することで、より精度の高いコンパクトBスプラインを設計することができることを数値実験により示した。当初の申請した計画に沿って、(A)の研究については引き続き筆記データの取得を行い、(B)の研究についても現在の成果をもとに注力し完成させる。また、課題(C)については予備的な研究成果を得られており、それをもとに発展させる。現段階では研究遂行上での変更の必要性や問題点は特にない。当初の申請した計画に沿って、(B)の研究についても現在の成果をもとに発展させつつ、課題(C)については予備的な研究成果をもとに発展させる。当該年度の所要額のうち次年度使用額416,611円は当初のシミュレーション・実験用計算機の購入費用として充てる予定であったが,本年度使用の緊急性もなく次年度予算と合わせシミュレーション・実験用計算機の購入費用として使用するのが有効と判断した.(理由)当該年度の所要額のうち次年度使用額441,747円は当初の実験システム用PCの購入費用として充てる予定であったが、緊急性がなく次年度予算と合わせ実験システム用PCの購入費用として使用するのが有効と判断した。
4倍体胚会合法を応用した中枢神経系構築におけるHGFの機能解析

HGF(肝細胞増殖因子)/SFは、種々の組織でその増殖制御に関わるmitogenとしての機能の他に、培養上皮細胞を離散させるmotogenとしての活性や、培養器官芽中の管腔構造形成を促進するmorphogerとしての機能を有するペプチド性因子である。組織学的研究からは、上皮一間充織細胞相互作用を媒介する事により、形態形成に関与すると考えられ、またヒトでは大脳の一部の神経細胞、小脳の神経細胞に強い発現が観察されている。本研究室(癌研細胞生物部)で既に作製されたHGF/SF遺伝子の欠失変異体マウスは、胎生中期(14日)に致死であり、胎生10-14日で胎盤の発生異常をきたした。HGF/SFは胎生中期の胎盤でのtrophoblastの増殖と、恐らくは、そこでのnetword構造の形成に不可欠である。一方、胎生14日でホモ接合体が致死である事は、これ以降の発生段階におけるHGF/SFの機能の解析が出来ない事を示している。近年独のグループはHGF/SF欠失変異体の胎生中期における抹消神経軸索の微細な形態異常を報告しており、周産期から誕生以降に起きる中枢神経系の構築においても、HGF/SFが重要な機能を持つ事が予想される。本研究は、HGF/SF欠失変異ホモ接合体の胎仔の胎盤異常を、4倍体胚会合法により救済し、14日から誕生までの間に起きる発生後期の中枢神経系の構築におけるHGF/SFの機能を明らかにする事を目的とする。コルヒチン及びサイトカラシンBを利用する方法で、4倍体胚会合法を実施した所、現在までに次の結果が得られた。即ち、PCR法で検討すると、予想出生率より低いもののHGF/SF欠失変異ホモ接合体の出生が確認された。しかし、ホモ接合体は出生後間もなく死亡した。この結果は、HGS/SFが、胎生中期から誕生以降においても生存に必須の役割を担う事を示している。こうして得られた出生後数日のHGF/SF欠失変異を用いて、(1)神経細胞とグリア細胞の相互作用における機能、(2)抹消から中枢に至る軸策に進展の制御における機能、(3)及びシナプス結合の形成における機能、に着目して組織学的解析を継続して行っている。本研究室(癌研細胞生物部)で作製されたHGF/SF遺伝子の欠失変異体マウスは、胎生中期(14日)に致死であり、変異ホモ接合体は、全て胎生10-14日で、胎盤の発生異常をきたす。しかし、HGF/SF遺伝子は14日から誕生までの間に起きる発生後期の器官、組織形成、特に中枢神経系の構築においても、重要な機能を持つと予想される。そこでHGF/SF欠失変異ホモ接合体の胎仔の胎盤異常を、4倍体胚会合法によりレスキューし、14日から誕生までの間に起きる発生後期の器官、組織形成、特に中枢神経系の構築におけるHGF/SFの機能を明らかにする事を試みた。まず核の分裂に影響せず細胞分裂を阻害する薬剤であるコルヒチンを用いて4倍体のマウス胚を作製した。C57B16/J胚を用いることにより4倍体胚が安定に得られた。そこで4倍体胚と正常2倍体桑実胚、4倍体胚とHGF/SF欠失

変異ホモ接合体の2倍体桑実胚、の組み合わせで会合を行った。会合プレート上の直径約300umの小さな凹みの中で実施し、得られる会合体をその上で更に1晩培養し胚盤胞とし、これを仮親の子宮内に戻し、得られたキメラマウスを解析した。HGF/SF欠失変異ヘテロ接合体の雄、雌同士の交配により得られる2倍体桑実胚と正常4倍体胚との会合で、野生型、ヘテロ、とともにホモ接合体が出生するか否かをPCR法で検討した所、低比率ながらホモ接合体の存在が同定されHGF/SF遺伝子変異による胎児性致死が、4倍体胚との会合によりレスキューされたことが確認された。現在グルコースリン酸イソメラーゼ(GPI)遺伝子の多型性を利用して各構成細胞の寄与率の解析を行うと同時に中枢神経系の発達に関して組織学的な解析を行っている。HGF(肝細胞増殖因子)/SFは、種々の組織でその増殖制御に関わるmitogenとしての機能の他に、培養上皮細胞を離散させるmotogenとしての活性や、培養器官芽中の管腔構造形成を促進するmorphogenとしての機能を有するペプチド性因子である。組織学的研究からは、上皮一間充織細胞相互作用を媒介する事により、形態形成に関与すると考えられ、またヒトでは大脳の一部の神経細胞、小脳の神経細胞に強い発現が観察されている。本研究室(癌研細胞生物部)で既に作製されたHGF/SF遺伝子の欠失変異体マウスは、胎生中期(14日)に致死であり、胎生10-14日で胎盤の発生異常をきたした。HGF/SFは胎生中期の胎盤でのtrophoblastの増殖と、恐らくは、そこでのnetwork構造の形成に不可欠である。一方、胎生14日でホモ接合体が致死である事は、これ以降の発生段階におけるHGF/SFの機能の解析が出来ない事を示している。近年独のグループはHGF/SF欠失変異体の胎生中期における末梢神経軸索の微細な形態異常を報告しており、周産期から誕生以降に起きる中枢神経系の構築においても、HGF/SFが重要な機能を持つ事が予想される。本研究は、HGF/SF欠失変異ホモ接合体の胎仔の胎盤異常を、4倍体胚会合法により救済し、14日から誕生までの間に起きる発生後期の中枢神経系の構築におけるHGF/SFの機能を明らかにする事を目的とする。コルヒチン及びサイトカラシンBを利用する方法で、4倍体胚会合法を実施した所、現在までに次の結果が得られた。即ち、PCR法で検討すると、予想出生率より低いもののHGF/SF欠失変異ホモ接合体の出生が確認された。しかし、ホモ接合体は出生後間もなく死亡した。この結果は、GHF/SFが、胎生中期から誕生以降においても生存に必須の役割を担う事を示している。現在こうして得られた出生後数日のHGF/SF欠失変異を用いて、(1)神経細胞とグリア細胞の相互作用における機能、(2)抹消から中枢に到る軸策の進展の制御における機能、(3)及びシナプス結合の形成における機能、に着目して組織学的解析を実施している。肝細胞増殖因子として初めに発見されたペプチド性因子であるHGF/SFは,肝臓のみならず種々の組織でその増殖制御に関わるmitogenとしての機能が知られている。又,培養上皮細胞を離散させるmotogenとしての活性や、培養器官芽中の管腔構造形成を促進するmprphogenとしての機能も有する。HGF/SFは、生体中で上皮の形態形成に広く関与すると考えられ、またヒトでは大脳の一部の神経細胞、小脳の神経細胞に強い発現が観察されている。
言語学習システムの成立・洗練過程に関する研究

語彙爆発を可能にしているような、効率よい語彙獲得システムを確立していく過程で、前言語期の子どもは、物理的に切れ目のない発話から単語を切り出したり、それらの単語を統語的に分類したりするために、機能語(日本語では"助詞")を利用することを学習する。また、効率よい語彙獲得システムの確立後も、子どもは、モノの名前だけでなく、動詞や形容詞、擬音語などについても、その意味を即座かつ適切に推論できるよう、このシステムを洗練し続けていく。子どもは2歳ころまでには,初めてであった単語の意味を,すばやく適切に推論する方略を身につけ,爆発的な勢いで語彙を獲得していくようになる。本研究課題は,このような効率よい学習システムが,(1)それ以前にどのようなプロセスをへて成立してくるのか,また,(2)それ以降どのように洗練されていくのかを明らかにすることを目的として計画された。より具体的に述べると,(1)については,(1)物理的には切れ目のない発話から単語を切り出し,その単語を品詞ごとに分類していくプロセスについて,助詞に着目した検討を行うこと,(2)人の口から発せられる音声が単なる音ではなく意味をおびた単語ととらえられるようになっていくプロセスを明らかにすること,(2)については,これまで主として研究されてきた名詞以外の種類の単語,たとえば,動詞や形容詞,オノマトペにも着目し,子どもがそれらの意味をも適切に推論できるようになっていく,そのプロセスとはどのようなものかを明らかにすること,を目指した。子どもは2歳近くになれば、初めて出合った語でもすばやく的確にその意味を推論できるようになっている。本研究は、この効率よい語彙獲得メカニズムに注目し、1)それは乳児期においてどのように立ち上がってくるのか、2)いったん成立したこの学習メカニズムはその後どのように洗練されていくのか、を明らかにすることをめざしている。このうち1)の「助詞」プロジェクトでは、6,10,14か月の乳児を対象に実験をおこない、日本語を母語とする子どもは生後14か月までには、発話中の助詞を聞き取ることができているだけでなく、助詞は省略可能であることまで理解しているらしいことを見いだした。一方、2)の「オノマトペ」プロジェクトでは、ドンドンとトントンのような有声性において対比される擬音語ペアに注目し、このような尺アにおいて、有声音で始まる擬音語はより大きなモノがから出るより大きな音をヤ無声音で始まる擬音語はより小さなモノから出るより小さな音を指すことを、子どもはいつから理解しているのかを調べた。結果としで少なくとも4歳までに子どもは、「ドンドン/トントン」のような既存の擬音語ペアだけでなく、「ゾンゾン/ソンソン」のような新奇な擬音語ペアも、有/無声音を大/小の音に対応づけるルールを適用して理解できるようになっていることがわかった。ただし、4歳でまだ濁音文字が読めない子どもで、このルールを新奇な擬音語ペアに適用する率は、既存の擬音語ペアに適用する率より低かった。ここから、おそらく子どもは、既存の擬音語を耳にする中で、有/無声音で対比される擬音語は音の大/小に対応づけられることを学び、それが新奇な擬音語ペアにも適用可能な一般的な"感覚"になっていく上で、有声音と無声音を濁音の有無で対比させて表記するかな文字についての知識は一定の役割を演じていることが示唆された。本課題においては,1)子どもの語彙獲得メカニズムの成立過程2)その洗練過程を2本の柱として研究を進めてきた。1)に関しては,乳児を対象とした実験を行うことにより,日本語環境で育つ乳児は1歳半ころになれば,助詞を手がかりとして隣接する単語を"名詞"(隣に助詞がくることができる単語のグループ)へと分類できるようになっていることを見いだした。2)では,(1)幼児の形容詞学習方略の発達と,(2)オノマトペ理解の発達に関して成果が得られた。まず,(1)について言うと,初めて耳にした単語が"い"で終わる形になっていればその単語はモノの名前と考えるべきでないことは3歳の子どもでも十分に理解できているが,その単語に意味として対応づけるべき属性を目の前のモノから取り出すことは高度な認知操作であるため,子どもにとって形容詞の学習は,モノの名前の学習にくらべて難しく時間を要するものとなっていることを明らかにした。一方,(2)では,"ドンドン/トントン"のような,子音の有声性において対比される擬音語ペアにおいて,有声音の擬音語は,より大きな対象から発せられるより大きな(重い)音をあらわし,無声音の擬音語は,より小さな対象から発せられるより小さな(高い)音をあらわすといったことの理解の発達を取り上げた。結果として,子どもは4歳ころまでには,実在の(既知の)擬音語ペアばかりでなく,初めて耳にする擬音語ペアにも,このようなルールをあてはめ,その意味を推測できるようになっていることがわかった。

また,これだけ早期に子どもが,このような一般的な感覚(特定の,知っている擬音語ペアに限定された"知識"ではなく,新しい事例にも拡張できる一般性を備えているという意味での"感覚")を備えるようになることを支えている要因として,母親の擬音語発話の音響特性に注目した分析も行った。本課題においては,1)子どもの語彙獲得メカニズムの成立過程(乳児期),2)その洗練過程(幼児期),を明らかにすることを目的として研究を進めてきた。このうち,1)乳児を対象とした研究では,これまで本研究課題で,日本の子どもは15か月になるまでに発話中で助詞は省略されることを理解するようになっていることが見いだされてきたことを踏まえ,今年度は,(1)同じ月齢の子どもが,助詞を手がかりとして,切れ目のない発話から隣接する単語を切り出すことができるかどうかについて検討し,「できる」との結果を得た。くわえて,単語の意味を理解する際に手がかりとなる情報として,表情や韻律など,言語外の情報に注目した研究もおこない,(2)2歳児は,通常耳にするのと異なるアクセントで単語が発話されるのを耳にしても単語表象にアクセスできること,すなわち,音素情報のみから意味へのアクセスが可能であり,したがって,単語表象へのアクセスにおいて,アクセントの役割は二次的と考えられること,(3)4か月の子どもが,既に,異なる人が示す喜びや怒りなどの表情を同種のものとしてカテゴリー的に知覚できること,などを明らかにした。2)幼児を対象とした研究では,これまでの知見(養育者はたとえば大きなモノから発せられる低い音の擬音語を話すときは特に低い声を使い,小さなモノから発せられる高い音をあらわす擬音語を話すときにはわざわざ高い音で話しかける,というように,擬音語の入力において音響的な"演技"をしている)を踏まえ,今年度は,養育者が擬音語入力においておおげさな"音響的演技"をおこなうことで子どもの擬音語理解が助けられているのかについて検討したが,養育者-子ども間では,明確な関連を見いだすことはできなかった。本課題は,1)子どもの語彙獲得メカニズムの成立過程,2)洗練過程,を明らかにすることを目的としている。このうち1)では,乳児を対象とした実験を行い,大きなモノは低い音を出し、小さなモノは高い音を出すということを,子どもはいつから理解しているのかを調べた。大人(母親)は子どもへの話しかけにおいて,大きなモノが発する音などに言及する時は低い声を、小さなモノに言及する時には高い声を使うというようにして"声の演技"をするが,子どもの側はそれを利用できる能力を備えているかは不明だったからである。結果,子どもは10か月の時点では,音の高低(ピッチ)と物体の大きさとを関連づけてはいないことが明らかになった。大人の"声の演技"に見られるピッチとモノの大小との対応は,子どもの側に初めから備わっているというより,子どもはそのような大人の抑揚から自然に語るための抑揚のつけ方などを学んでいくことが示唆された。2)に関しては,昨年度に引き続き,"声の演技"を大げさに行う母親の子どもの方が,そうでない母親の子どもより,擬音語理解が進んでいるのかを調べるために,2歳児を対象に実験を行った。結果は全体として,"声の演技"をよくする母親の子どもほど擬音語理解が早いといった関連は必ずしもないことを示すものだった。しかし,語彙の大小で子どもをグループ分けしてみると,語彙の大きな子どもたちでのみ,母親の"声の演技"と子どもの擬音語理解とのあいだに正の相関が見られた。
バーチャルリアリティの観点からの知覚メカニズムの解明とその応用

本年度は、動的タスク中に急激な力変化を与えた際の人間の力の弁別能力について明らかにすることを試みた。具体的には、人間の挙錘動作に着目し、人間の挙錘動作中に重さを急激に変化させる操作を1自由度の力感覚提示装置により行い、人間の重さ弁別能力について検証した。この研究のポイントは、実環境では再現困難な状況をVR技術により実現し、これまで議論することのできなかった領域での実験を可能にした点である。ゴール(目標位置)が与えられたタスク(goal-directed movements)では加減速プロセスを含む単峰性の運動プロフィールが得られることが分かっており、減速プロセスにおいて運動制御性能は向上すると言われている。この特性から、減速プロセスにおいて人間の重さ弁別能力は向上する仮説を立て、加減速プロセスにおける重さ変化に対する弁別閾について調査した。その結果、減速プロセスにおいて弁別閾が小さくなる傾向が得られ、仮説の妥当性を実証することができた。また、実験中の被験者の動きを観測することによって、挙錘速度の大きさが加減速プロセスにおける弁別閾の有意差を生み出していることを示唆した。この結果をもとに、重さ提示に対する人間の感覚マップを提案し、マルチメディアサービスにおける力提示指標の1つのアイデアを提供した。また、力・重さ刺激を時間的に変化させた場合の人間弁別能力について明らかにすることもトライした。シンプルな実験結果、人間に与える力刺激を力提示装置によって時間的にコントロールすることで、錯覚のような非常に面白い知覚現象を引き起こせる可能性を示唆した。本年度は,主に人間の重さ(力)感覚の解析をバーチャルリアリティ技術の一つであるハプティックインタフェースを用いて行った.従来の研究では,様々な錘を用意してスタティックにそれらの重さを比較することが主流であったが,本研究では重さ提示にハプティックインタフェースを用いることで,ダイナミックな重さ提示も実現できるようにした.構築したシステムを用いて,過去の研究の追実験を行いシステムの有効性について確認した後,提示する力を急激に変化させた場合の人間の重さ知覚について検証した.結果,スタティックに刺激を変化させるよりもダイナミックに刺激を変化させた場合,23倍程知覚精度が高くなることを明らかにした.また,ハプティックインタフェースに搭載した力センサおよびインタフェースの軌道を解析することで,人間は提示された重さの変化そのものではなく,その変化率(変化速度)を感じることで重さの変化を知覚していることを明らかにした.これらの成果は,マルチメディアサービス等で力覚提示を行う際に有益な情報をもたらすものと考えられる.力覚通信に関しては,ロボットの遠隔操作に用いられる技術に着目し,ユーザー間での力感覚のやり取りを想定したシステムの構築を試みた.専用回線を用いてマスタスレーブシステムをベースにした簡単な通信システムを構築し,従来の技術をユーザー間のコミュニケーションツールとして用いる際の問題点について明らかにした.例えば,タスクによってはインタフェースの位置関係に空間的な鏡像関係が出現することや通信デバイスを相手の分身と見なすか単なるインタフェースと見なすかによってユーザーの認識が変わるなどの問題点を明らかにした.さらに,これらについて検討を行うことで力覚通信には力情報のみならず位置情報も加えたハイブリッド通信が必要であることを実証した.本年度は,まず力覚通信システムに関しての基礎的な検討を行った.従来の力覚通信システムではオペレータと環境との間で力感覚をやり取りすることを想定していたが,本研究ではユーザ間での力感覚のやり取りを想定して検討を行った.ロボットフィンガ2本を用いて簡単なマスタスレーブシステムを構築し,従来の技術・構成をユーザ間のコミュニケーションツールとして用いる際の問題点について明らかにした.特に本研究では感覚面からのアプローチも行っており,これまでに開発されたマスタスレーブシステム構成の機械特性と人間の感覚との間の関係について心理学実験などを通して議論した.結果,力覚通信には力情報のみならず位置情報も加えたハイブリッド通信が必要であることを実証し,また,コンプライアンスファクターの導入が位置・力感覚を向上させる傾向があることを示した.また,異なるアクチュエータで構成される可動範囲の広いマスタスレーブロボットを作製し,来年度の研究のための準備も行った.もう一つのテーマとして,動的タスク中の力変化に対する人間の力弁別能力について検討を行った.具体的には人間の挙錘動作に着目し,動作中に重さを急激に変化させるという操作を力覚提示装置の利用により行い,人間の重さ弁別について検証した.一般的にゴールの与えられたタスクでは加減速プロセスを含む単峰性の運動プロフィールが得られることが分かっており,減速プロセスにおいて運動制御性能は向上すると言われている.この特性から減速プロセスにおいて人間の重さ弁別は向上するという仮説を立て,加減速プロセスにおける重さ弁別閾について調査した.その結果,減速プロセスにおいて弁別閾が小さくなる傾向が得られ,仮説がほぼ正しかったことが実証できた.本年度は、動的タスク中に急激な力変化を与えた際の人間の力の弁別能力について明らかにすることを試みた。

この特性から、減速プロセスにおいて人間の重さ弁別能力は向上する仮説を立て、加減速プロセスにおける重さ変化に対する弁別閾について調査した。その結果、減速プロセスにおいて弁別閾が小さくなる傾向が得られ、仮説の妥当性を実証することができた。また、実験中の被験者の動きを観測することによって、挙錘速度の大きさが加減速プロセスにおける弁別閾の有意差を生み出していることを示唆した。この結果をもとに、重さ提示に対する人間の感覚マップを提案し、マルチメディアサービスにおける力提示指標の1つのアイデアを提供した。また、力・重さ刺激を時間的に変化させた場合の人間弁別能力について明らかにすることもトライした。シンプルな実験結果、人間に与える力刺激を力提示装置によって時間的にコントロールすることで、錯覚のような非常に面白い知覚現象を引き起こせる可能性を示唆した。