hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ブロードバンド黎明期における効率的情報コンテンツ中継伝送システム

本研究課題では,ブロードバンド黎明期における「ネットワーク帯域の不均一性」を考慮し,広帯域コンテンツを効率的に中継伝送するための技術について検討を行った.研究計画の最終年度である平成16年度は,主として適応形コンテンツ配信技術の実装を中心に研究開発を行った.本研究課題で提案している適応形コンテンツ配信方式では,IPマルチキャストと蓄積配送を適応的に組み合わせて利用することにより,ネットワーク帯域が不均一であっても各受信者に対して効率的なデータ配送を実現するものである.提案方式をインターネット上に実現するための形態を検討した結果,アプリケーション層を利用した実装が簡単かつ効率的であることがわかった.そこで,複数のIPマルチキャストと中継ルータでの蓄積機能を組み合わせることでネットワークの不均一性を克服し,1つのコンテンツ配信サービスとして実現する方式について,IPネットワークテストベッド上への実装を試みた.具体的には,上流より配送されたデータに対し,(1)IPマルチキャストによりそのまま中継する機能,(2)ハードディスクに一度保存し,別コネクションとして再配送する機能を実現した.これらの機能を,LinuxをインストールしたPCルータ上に実装し,通信実験を行った.その結果,これまで得られていた理論値とほぼ同等の転送速度を実現できることが明らかになった.一方,データベースを利用したマルチキャストツリー構築システムについても検討を行った.本手法では,マルチキャスト時の伝送経路を受信状況とともにデータベースに保存しておき,将来同じような受信状況が発生した際に伝送経路の再利用を行う.これにより,経路計算に要する時間の短縮,及び効率的な経路構築が可能となり,適応形コンテンツ配信をより効率的に実現できることがわかった.本研究課題では,ブロードバンド黎明期における「ネットワーク帯域の不均一性」を考慮し,広帯域コンテンツを効率的に中継伝送するための技術について検討を行っている.平成14年度は,適応形コンテンツ配信プロトコル,効率的マルチキャスト配信の評価手法,暗号方式を利用した差別化サービス実現方式に関する検討を行った.適応形コンテンツ配信プロトコルの検討では,伝送帯域が不均一なネットワークにおいてコンテンツ配信を行う場合に,中継方式を適応的に切り替えて配送速度を高めるためのプロトコルを検討した.複数の受信者に同報伝送を行うマルチキャストでは,伝送帯域の不均一性に柔軟に対処することができず,結果として伝送速度が低下する.そこで,伝送帯域の不均一性に応じてマルチキャストと蓄積中継を選択する手法を検討し,インターネットでの実装を考慮したプロトコルを提案した.具体的には,従来のIPマルチキャスト方式をベースにし,蓄積中継選択時の通信方式を検討した.今後は蓄積中継選択時の伝送方式について詳細を詰め,プロトタイプ実装を行う予定である.効率的マルチキャスト配信の評価手法の検討では,マルチキャストを行う場合の伝送経路の効率性を高速に評価する手法について提案した.従来,マルチキャスト伝送経路の性能評価にはコンピュータシミュレーションが用いられているが,提案手法では性能評価を算術的に行うことで高速化を実現した.コンテンツ配信時の経路選択に有効であると考えられる.暗号方式を利用した差別化サービス実現のための基礎検討では,暗号方式を活用することで複数のサービスレベルを一つのマルチキャストで実現した.一般に,マルチキャストでは複数ユーザに同一の情報を送信することになるが,送信される情報を複数回暗号化することで複数のサービスレベルを設定することが可能になった.情報通信のパーソナル化を実現するうえで有効であろう.本研究課題では,ブロードバンド黎明期における「ネットワーク帯域の不均一性」を考慮し,広帯域コンテンツを効率的に中継伝送するための技術について検討を行っている.平成15年度は,適応形コンテンツ配信技術の実装方式に関する研究を中心に検討を行った.適応形コンテンツ配信方式をインターネット上に実現するためには,いくつかの実装が考えられる.例えば,複数のIPマルチキャストを組み合わせることでネットワークの不均一性を克服し,1つのコンテンツ配信サービスとして実装することが可能である.一方,IPマルチキャストプロトコル自体を修正することで蓄積配送を可能にし,適応形配信を実現することも可能である.前者の場合,マルチキャストプロトコル部に手を加える必要は一切ないが,コンテンツ配信のどの部分にIPマルチキャストを利用するかを判断し,これらを組み合わせてシームレスな通信を可能にするためのアプリケーションプロトコルが必須である.後者の場合には,ネットワーク層のみで適応形配信を実現するため,コンテンツ配信アプリケーションからは従来どおりのIPマルチキャストに見えるという特徴がある.そこで,これら2種類の実装方式を考慮し,双方について配信プロトコルの骨格を検討した.今後は,IPネットワークテストベッド上に提案したプロトコルを実装し,送受信実験を行う予定である.適応形コンテンツ配信を効率的に実現する手法として,マルチキャスト配信経路の評価手法,及び暗号を利用した差別化サービス実現方式についても検討を行った.前者は,マルチキャストを行う場合の伝送経路の効率性を高速に評価する手法である.平成15年度では,前年度に提案した手法を改良し,更なる性能向上を達成することができた.後者に関しては,送信される情報を複数回暗号化することで複数のサービスレベルを設定する通信方式について,定量的な評価を行った.本研究課題では,ブロードバンド黎明期における「ネットワーク帯域の不均一性」を考慮し,広帯域コンテンツを効率的に中継伝送するための技術について検討を行った.研究計画の最終年度である平成16年度は,主として適応形コンテンツ配信技術の実装を中心に研究開発を行った.本研究課題で提案している適応形コンテンツ配信方式では,IPマルチキャストと蓄積配送を適応的に組み合わせて利用することにより,ネットワーク帯域が不均一であっても各受信者に対して効率的なデータ配送を実現するものである.提案方式をインターネット上に実現するための形態を検討した結果,アプリケーション層を利用した実装が簡単かつ効率的であることがわかった.

そこで,複数のIPマルチキャストと中継ルータでの蓄積機能を組み合わせることでネットワークの不均一性を克服し,1つのコンテンツ配信サービスとして実現する方式について,IPネットワークテストベッド上への実装を試みた.具体的には,上流より配送されたデータに対し,(1)IPマルチキャストによりそのまま中継する機能,(2)ハードディスクに一度保存し,別コネクションとして再配送する機能を実現した.これらの機能を,LinuxをインストールしたPCルータ上に実装し,通信実験を行った.その結果,これまで得られていた理論値とほぼ同等の転送速度を実現できることが明らかになった.一方,データベースを利用したマルチキャストツリー構築システムについても検討を行った.本手法では,マルチキャスト時の伝送経路を受信状況とともにデータベースに保存しておき,将来同じような受信状況が発生した際に伝送経路の再利用を行う.これにより,経路計算に要する時間の短縮,及び効率的な経路構築が可能となり,適応形コンテンツ配信をより効率的に実現できることがわかった.
フラックスインジェクション法を用いた量産型太陽電池用シリコン製造プロセスの開発

昨年度に引き続き,フラックスインジェクション法によるボロンの酸化除去法を量産型太陽電池用シリコン(SOG-Si)製造プロセスへ適用することを目指し,当初の計画通り以下の研究を行った。1)フラックス・酸素ガス同時インジェクション装置の改良:昨年度の段階では,フラックス粉体が吸湿性であるため,試料溶解装置(電気抵抗炉)とその上方に設置した粉体供給装置(昨年度購入)を繋ぐフラックス粉体の導入経路であるガラス管の内壁にフラックス粉体が付着して,1分間以上シリコン浴内にフラックスをインジェクションすることができなかった。そこで,ガラス管にニクロム線を巻き,管を390Kに加熱することにより,内壁へのフラックスの付着を防止でき,3分間の安定したフラックスインジェクションを可能にした。2)脱ボロン実験:1)により改良した実験装置を用いて,昨年度と同様の脱ボロン実験を行った。本実験では,実験時間(1分から3分)・実験温度(1723および1773K)・フラックス組成(CaO飽和CaO-CaF_2系およびCaO単味の2種類)・フラックスインジェクション量・フラックス粉体の粒径・酸素ガス流量・酸素ガス分圧を変化させ,これらの操作因子が脱ボロン挙動におよぼす影響について検討した。同時に本プロセスの脱ボロン反応機構についての考察も行った。その結果,できるだけ多量のフラックスを用いて,シリコンの酸化ロスを少なくするためにできるだけ短時間で処理を行うことが望ましいことを明らかにした。この知見を基に,さらなるシリコンからのボロンの除去を目指して,上記の適切な条件下で本プロセスを繰り返す操作を行う実験も試みた。最終的には,8回の繰り返し操作(処理時間:合計8分)により,シリコン中のボロンを15ppmから1.5ppmまでを除去することができた(除去率:90%)。3)本研究のまとめと報告:本研究の成果の一部を国際会議で発表した(裏面の11.研究発表を参照のこと)。フラックスインジェクション法による脱Bプロセスを量産型太陽電池用Si(SOG-Si)製造プロセスに適用することを目指し,当初の計画通り以下の研究を行った。(1)インジェクション装置の設計・構築・改良:粉体供給装置を設計・購入し,これとガス流量制御装置:マスフローコントローラ(既設)を電気抵抗炉(既設)に付設し,フラックス・酸素ガス同時インジェクション装置を構築した。本装置を用いた場合の脱B挙動を正確に把握するためには,溶融Si内に吹き込むフラックス粉体の単位時間あたりの導入量を制御する必要がある。しかし,装置を構築した直後は,安定した導入量が得られなかったので,水モデルを用いた室温でのインジェクション実験を重ね,装置の改良ならびに実験操作条件の最適化を図った。この室温実験により,フラックス粉体のキャリアガスである酸素ガスを可能な限り脱湿しておくことが不可欠であることが分かった。さらに,装置自体に工夫を加えてることにより,インジェクション時間を1分間とした場合には,本インジェクション装置により安定したフラックスの導入を可能にした。(2)フラックス添加・酸素ガス吹き込み2段階処理法による脱B予備実験:(1)のインジェクション装置の改良には長時間を要したので,(1)と並行して既設の設備のみで遂行可能なフラックス添加・酸素ガス吹き込み2段階処理法による脱B実験を行った。実験は,SOG-Si製造プロセスの原料である冶金級Si(B濃度:約20ppm)を1573Kでアルミナ坩堝中にて溶解し,CaO-CaF_2系フラックスを上方から投下した後,所定流量の酸素ガスをSi浴内に吹き込み脱B反応を生じさせた。この予備実験により本処理法における脱B挙動を明らかにすると同時に,その知見を基にして脱Bに適した処理条件(フラックス導入量・酸素ガス流量・インジェクションノズルの径の大きさ等)を決定した。(3)フラックス・酸素ガス同時インジェクション法による脱B実験:(2)で得られた知見を基に実験条件を設定し,(1)で構築した装置を用いて脱B実験を開始した。実験回数が少ないため詳細な検討は困難であるが,(2)の処理法に比べ効率的にBを除去することができることが分かった。

本実験では,実験時間(1分から3分)・実験温度(1723および1773K)・フラックス組成(CaO飽和CaO-CaF_2系およびCaO単味の2種類)・フラックスインジェクション量・フラックス粉体の粒径・酸素ガス流量・酸素ガス分圧を変化させ,これらの操作因子が脱ボロン挙動におよぼす影響について検討した。同時に本プロセスの脱ボロン反応機構についての考察も行った。その結果,できるだけ多量のフラックスを用いて,シリコンの酸化ロスを少なくするためにできるだけ短時間で処理を行うことが望ましいことを明らかにした。この知見を基に,さらなるシリコンからのボロンの除去を目指して,上記の適切な条件下で本プロセスを繰り返す操作を行う実験も試みた。最終的には,8回の繰り返し操作(処理時間:合計8分)により,シリコン中のボロンを15ppmから1.5ppmまでを除去することができた(除去率:90%)。3)本研究のまとめと報告:本研究の成果の一部を国際会議で発表した(裏面の11.研究発表を参照のこと)。
細胞内1分子計測法を用いた機械刺激受容センサーの作動機構の解明

細胞は、伸展やずり応力などの機械刺激を感知し応答反応を示す。その過程で、多くの場合、機械刺激に対するセンサーの一つであるMS(機械刺激受容)チャネルが関与していると考えられる。細菌由来のMSチャネルは、細胞膜の膜張力の変化を直接感知している。一方、高等生物のMSチャネルの場合、チャネル単独で膜張力の変化を感知するのではなく、細胞膜裏打ち骨格や骨格関連タンパク質を介して膜伸展を間接的に感知している可能性が指摘されている。本研究では、この作業仮説を、生体1分子計測法を用いて、チャネルを直説的に可視化することにより検証した。観察対象として、我々の研究グループが見出したSAKCAチャネル(膜伸展依存性BKチャネル)を選択し、GFP-タグを付加し培養細胞に導入し発現させた。この細胞を蛍光1分子観察したところ、SAKCA分子には細胞膜上で拡散運動しているものと、ほとんど運動停止しているものが存在することがわかった。また、接着部位とSAKCA分子の同時観察を行ったところ、細胞接着部位上、あるいは、その近傍で、SAKCA分子の運動性が低下していることがわかった。一方、コントロール分子では、SAKCAチャネルのような細胞接着部位特異的な運動性低下は見られなかった。これらの実験結果は、当初の仮説を支持するものであった。停留の機構に関しては、欠損分子を用いた観察などの実験結果から、細胞質ドメイン中の特定配列と他の部分による2つ以上の部位の結合に依存する可能性が示唆された。次の課題は、接着部位で停留しているチャネルが機械刺激に特異的に反応するのか検証することに設定したが、本研究期間では、予備的な検討に終始し、検証にはいたらなかった。現時点では、全容の解明には多くの課題が残っているが、本研究を発展させることにより、機械刺激の感知機構の分子機構の理解を進めることができると確信している。その過程で、多くの場合、機械刺激に対するセンサーの一つであるMS(mechano-sensitive)チャネルが関与していると考えられている。細菌由来のMSチヤネルは、細胞膜の膜張力の変化を直接感知していることが明らかになりつつある。一方、高等生物のMSチヤネル(特にstretch-activatedチヤネル)の場合、細菌のチヤネルとは異なり、チヤネル単独で膜張力の変化を感知するのではなく、細胞膜裏打ち骨格や骨格関連タンパク質を介して膜伸展を間接的に感知している可能性が指摘されている。観察対象として、我々の研究グループが見出したMSチャネル、SAKCAチャネル{膜伸展依存性BKチヤネルを選択し、そのN未端に遺伝子工学的に単量体GFP一タグを付加し(SAKCA-mGFP)、培養細胞に導入し発現させた。この細胞を蛍光1分子観察したところ、SAKCA-mGFP分子には細胞膜上で拡散運動しているもの(平均の拡散係数0.4μm^2/s)と、ほとんど運動体止しているものが存在することがわかった0また、接着部位とSAKCA分子の同時観察を行ったところ、細胞接着部位上、あるいは、その近傍で、SAKCA分子の運動性が低下していることがわかった。一方、コントロール分子として観察した他の膜受容体(エンドセリン受容体タイブA、P2×4受容体、SCF受容体など)では、SAKCAチヤネルのような細胞接着部位特異的な運動性低下は見られなかった。

これらの実験結果は、機械刺激受容センサーであるSAKCAチヤネルが、細胞骨格-接着分子と相互作用し超分子複合体を形成し、膜伸展を効率的に感知している仮説を支持するものである。昨年度までに、我々の研究グループが見出したSAKCAチャネル(膜伸展依存性BKチャネル)を材料として研究を進め、細胞接着部位上、あるいは、その近傍で、チャネルの運動性が低下していることを明らかにした。この実験結果は、チャネル単独で膜張力の変化を感知するのではなく、細胞膜裏打ち骨格や骨格関連タンパク質を介して膜伸展を間接的に感知しているという仮説を支持するものであった。今年度は、SAKCA分子のどの部分が細胞膜上での停留に寄与しているか検討した。そのために、STREX部位やその部分を欠損した分子を細胞内に発現し、1分子レベルで運動を解析した。C末側の細胞内ドメインに関してはSTREX部位に、細胞膜への結合活性・細胞接着部位への集積する傾向、が見られた。一方、ポアを構成するチャネルの本体に関してはSTREX配列を欠損した分子(ΔSTREX)の細胞膜上での運動を1分子解析したところ、SAKCAと同様に細胞接着部位において特異的に運動性が低下していることがわかった。従って、SAKCAチャネルの細胞接着部位近傍における停留にはSAKCA配列とそれ以外のドメインの2つの機構が存在すると考えられた。STREX配列によりSAKCA分子の膜伸展刺激感受性が高まる事実や、細胞膜へのターゲッティングの度合いも強まる知見も考慮すると、今後、このSTREX配列の細胞膜への高い親和性や細胞接着部位での停留機構を解明していくことが、SAKCAチャネル、の機能発現の機構解明につながる可能性がある。また、細胞接着部位で停留しているSAKCAチャネルが、膜伸展刺激に対し特異的に反応して開口するかどうか検証する必要がある。
生体機能分子の設計・合成

本研究は、脳における情報処理や神経伝達機構などの、生物の持つ優れた機能を持ち、且つ工学的に応用可能な全く新しい「生体機能分子」の「設計・合成」を行うことを目的とする。生体機能分子を設計・合成するために、有機合成化学的アプローチ蛋白質化学的アプローチの2つの方針をとる。有機合成的アプローチとしては、モレキュラーインプリンティング法による分子認識部位の構築と触媒能の導入を行う。タンパク質工学的アプローチとしては、タンパク質の化学修飾による電子伝達効率の促進と、天然メディエーター分子の化学修飾による酸化還元特性の改変を行う。平成7年度は具体的には以下の2つを目的として研究を遂行した。1.原子、分子の立体配置をオングストロームレベルで精密に制御する技術としてモレキュラーインプリンティング法を確立し、分子識別機能のみならず、電子・電気機能や触媒機能をも同時に賦与した生体機能分子を創製する。2.天然ポリペプチドや蛋白質と合成高分子あるいは無機材料をハイブリッド化し、電子伝達機能を持つ人工メティエーターを創製する。1.については、モレキュラーインプリンティング法においては、核酸の相補的塩基対をモデルとして、高い分子認識能をもつ合成高分子を合成することに成功した。また、農薬を認識する高分子をモレキュラーインプリンティング法によって合成し、その分子認識能を評価して、合成した高分子が高い分子選択性を示すことを確認した。モレキュラーインプリンティング法の確立とまでは言わないまでも、めざましい成果が得られたと言えよう。2.については蛋白質と合成高分子をハイブリッド化し、有機溶媒中でも電子伝達機能を持つ化学修飾酵素を作製することに成功し、その電気的特性の評価が進んでいる。更に生体機能分子の設計・合成の展開として生体模倣技術を用いたアプローチ、特殊な微生物を利用したアプローチも進んでおり、かつ合成した生体機能分子の解析のための技術開発も進んでいる。
ジーゲル保型形式のデイリクレ級数の研究

2.1を用いて1変数尖点形式の持ち上げから得られる偶数次数のクリンゲンアイゼンシュタイン級数に対するマースゼータ関数の明示公式を得た.そこにはもともとKohnen-Zagierによって半整数重さの保型形式のフーリエ係数の研究のために導入されたデイリクレ級数が現れ興味深いものである.(伊吹山知義氏との共同研究)また,奇数次数のものに対してもその明示公式を得た.手法は前と同じであるが、その明示公式に現れるある2変数デイリクレ級数は今までにはない新しいものと思われ、その解釈はまだ検討中である.3.池田保氏(京大)により齋藤-黒川リフテイングの非常に見事な一般化が得られたたが,そのマースゼータ関数をきちんと計算した.(一部は伊吹山氏との共同研究)4.2つのジーゲル尖点形式の一致するための良い十分条件を得た.さらに,この精密化に関してある予想を提出し,マースゼータ関数に関するある条件のもとでこの予想を証明した.5.ジーゲルアイゼンシュタイン級数に付随するアンドリアノフ型のデイリクレ級数がオイラー積をもつこと及びその良いオイラー因子を求めた.以上の研究成果の公表のため,あるいは成果のレビューを受けるための旅費を科研費から流用した.2.1を用いて1変数尖点形式の持ち上げから得られる偶数次数のクリンゲンアイゼンシュタイン級数に対するマースゼータ関数の明示公式を得た.そこにはもともとKohnen-Zagierによって半整数重さの保型形式のフーリエ係数の研究のために導入されたデイリクレ級数が現れ興味深いものである.(伊吹山知義氏との共同研究)また,奇数次数のものに対してもその明示公式を得た.手法は前と同じであるが、その明示公式に現れるある2変数デイリクレ級数は今までにはない新しいものと思われ、その解釈はまだ検討中である.3.池田保氏(京大)により齋藤-黒川リフテイングの非常に見事な一般化が得られたたが,そのマースゼータ関数をきちんと計算した.(一部は伊吹山氏との共同研究)4.2つのジーゲル尖点形式の一致するための良い十分条件を得た.さらに,この精密化に関してある予想を提出し,マースゼータ関数に関するある条件のもとでこの予想を証明した.5.ジーゲルアイゼンシュタイン級数に付随するアンドリアノフ型のデイリクレ級数がオイラー積をもつこと及びその良いオイラー因子を求めた.以上の研究成果の公表のため,あるいは成果のレビューを受けるための旅費を科研費から流用した.2.前年に1変数尖点形式の持ち上げから得られる偶数次数のクリンゲンアイゼンシュタイン級数に対するマスゼータ関数の明示公式を得たが,今年は奇数次数のものに対してもその明示公式を得た.手法は前と同じであるが、その明示公式に現れるある2変数デイリクレ級数は今までにはない新しいものと思われ、その解釈はまだ検中である.3.斎藤ー黒川リフテイングのクリンゲンアイゼンシュタイン級数に対するマースゼータ関数の明示公式を得た.ここで用いられた手法は2で述べたものを発展させたものであるが,一般のクリンゲンアイゼンシュタイン級数に対するマースゼータ関数にたいしても適用可能かどうか興味があり検討中である.(S.Bocherer氏との共同研究)4.斎藤ー黒川リフテイングの一般化をマースゼータ関数を用いて定式化しようとしたが,これは池田保氏(京大)により別の非常に見事な一般化が得られたため,研究の継続を断念した.しかし,池田氏のリフテイングのマースゼータ関数をきちんと計算することは意味があると思われ,来年度の課題としたい.5.2つのジーゲル尖点形式の一致に関して,前年度に得られた結果の精密化を得た.1.fを1変数尖点形式でしかもヘッケ作用素の同時固有関数とするとき,池田保氏(京大)によりfの齋藤-黒川リフテイングの非常に見事な一般化が1999年に得られたたが,そのマースゼータ関数をきちんと計算した.そして,その公式にfのヘッケL関数が現れるのをみた.この成果を数理研究所における短期共同研究集会(2000年,12月)で報告した.(一部は伊吹山氏との共同研究)2.2次形式に付随するあるデイリクレ級数を定義し、それをオイラー積の有限和あるいは無限和で表す明示式を得た。また、各オイラー積の"良いオイラー因子"の具体形を求めた。その応用として、ある場合に上のデイリクレ級数が全平面に解析接続されることを示した.ジーゲルアイゼンシュタイン級数に付随するアンドリアノフ型のデイリクレ級数がオイラー積をもつこと及びその"良いオイラー因子"を求めた.この成果をルミニーにおける国際会議(2000年、9月)および山形におけるシンポジウム(2000年、10月)で報告した。3.ギャレット,ベッヘラーによるアイゼンシュタイン級数の引き戻し公式と本研究代表者が数年前に求めたアイゼンシュタイン級数のフーリエ係数の明明示公式を利用して,1変数保型形式のトリプルL関数の特殊値を厳密に求めた.これは,水本信一郎氏(東工大)による結果の別証明を与えている.この手法は高次元のジーゲル保型形式のスタンダードセータ関数の特殊値を厳密に求めることへも応用可能と思われる.
蛍光性リポソームを用いた酵素活性の高感度分析

医薬品の開発等に不可欠な酵素および酵素阻害剤の活性評価を、従来法よりも簡便、迅速かつ高感度に行える全く新しい蛍光検出型の分析手法を開発する。ここでは、カチオン性のペプチドがリポソームの脂質二分子膜を透過する現象を応用して、酵素反応溶液中の基質の濃度変化を蛍光強度の変化として検出する。こうして酵素反応を可視化し、その活性評価を容易にするラベルフリーな分析系を構築する。本研究では、さらに低濃度で作用する膜透過性ペプチドを創製することで低濃度の分子を検出できるよう改良し、酵素評価法の感度を向上させ、既法よりも少ない酵素量で検出できる優位性の高い分析法の確立を目指す。そして、本研究期間内に、癌治療にも関係するリン酸転移酵素(キナーゼ類)の活性評価系を確立し、その高感度分析を実現させることを目標とする。これまでの膜透過性ペプチドの研究から、膜透過分子の活性向上には、表面電荷が負である脂質二分子膜と相互作用できるカチオン性部位をもつこと、ならびに、脂質二分子膜の疎水性領域を透過するため、疎水性の部位をもつこと、が重要とされている。そこで本研究ではこの2点を改良した新規膜透過性分子の開発と、それを用いた酵素活性の高感度分析を試みた。今年度はカチオン性のオリゴアルギニンに疎水性のアルキル基を導入した分子を新規に合成し、これらが膜透過性を有すること、導入するアルキル基の炭素数をC6からC12にすることで膜透過活性が10倍以上向上することを見出した。また、昨年度合成したカチオン性のグアニジノ基をもつ新規膜透過性ポリマーを使いてキナーゼの活性評価を行い、従来法に比べて10分の1以下の酵素反応液を使って、その活性を評価できることを見出した。また、本システムは生理的に重要なプロテインキナーゼの活性評価にも適応できることも確認しており、研究期間内に当初の目的をほぼ達成することができた。これまでの研究から、カチオン性のオリゴアルギニン類は、表面電荷が負である脂質二分子膜と相互作用しやすく、アニオン性の両親媒性分子との複合化により疎水性基が付与されると、容易に脂質二分子膜を透過できることが確認されている。今年度の研究では、1ペプチドの膜透過に大きく寄与する疎水性置換基であるピレンを、カチオン性のオリゴアルギニンに共有結合を介して導入した新規膜透過性ペプチドの合成、2膜透過性ペプチドと酵素キナーゼの基質であるATPとの相互作用による膜透過活性の変化、について調べ、酵素活性評価に必要なペプチド材料の合成と、その基礎的なデータの収集を行った。一般的な固相合成法によりアルギニンを重合させたオリゴアルギニンを合成し、そのN末端にピレン酪酸のカルボキシ基を縮合させることに成功し、予定していたピレンを持つオリゴアルギニンを合成することができた。つぎに、蛍光色素を内封したリポソームにこのオリゴペプチドを添加したところ、速やかに蛍光発光の上昇が確認され、ピレンを導入したオリゴアルギニンは、高い膜透過性を有することを確認できた。さらに、キナーゼの活性評価のための予備的な試験として、本酵素の基質であるATPの存在下で膜透過活性を測定したところ、本オリゴペプチドの膜透過活性は系内に存在するATPの濃度に応答して変化することを確認できた。以上のことから、今年度の研究により、当初計画していた膜透過性ペプチドの合成と、その膜透過活性の確認、さらには酵素活性の評価に適応できること、を実証できた。

今年度の研究では、1ペプチドの膜透過に大きく寄与する疎水性置換基として長鎖アルキル基をオリゴアルギニンに導入した新規膜透過性ペプチドの合成とその活性評価、2新たな膜透過性分子としてカチオン性の合成ポリマーであるポリアリルアミン誘導体の合成とその活性評価、をそれぞれ実施し、より低濃度で作用する新規膜透過性分子の開発を行った。一般的な固相合成法によりアルギニンを重合させたオリゴアルギニンを合成し、そのN末端に長鎖アルキル基をもつカルボン酸であるドデカン酸を縮合させることに成功し、予定していた長鎖アルキル基を持つオリゴアルギニンを合成することができた。つぎに、蛍光色素を内封したリポソームにこのオリゴペプチドを添加したところ、速やかに蛍光発光の上昇が確認された。そのEC50値は3.0 uMと小さく、長鎖アルキル基を導入したオリゴアルギニンは低濃度で作用できる高い膜透過性を有することが明らかとなった。一方、ペプチドに代わる新たな膜透過性分子としてポリアリルアミン誘導体の合成を試みた。ポリアリルアミンの側鎖にあるアミノ基を、よりpKa値の大きなグアニジウム基へと変換することで、よりプロトン化を受けやすくカチオン性になりやすい分子へと誘導化した。得られた新規膜透過性ポリマーはドデシルホスフェートなどの両親媒性アニオンの共存下で脂質二分子膜に対する透過性を持つことを確認した。また、その作用濃度は、ポリアリルアミンのそれよりも低く、グアニジウム基の導入により低濃度で作用する膜透過性分子を得ることができた。以上の結果より、今年度の研究ではより低濃度の酵素を高感度で分析するために必要な、高活性な膜透過性分子を合成することに成功した。医薬品の開発等に不可欠な酵素および酵素阻害剤の活性評価を、従来法よりも簡便、迅速かつ高感度に行える全く新しい蛍光検出型の分析手法を開発する。ここでは、カチオン性のペプチドがリポソームの脂質二分子膜を透過する現象を応用して、酵素反応溶液中の基質の濃度変化を蛍光強度の変化として検出する。こうして酵素反応を可視化し、その活性評価を容易にするラベルフリーな分析系を構築する。本研究では、さらに低濃度で作用する膜透過性ペプチドを創製することで低濃度の分子を検出できるよう改良し、酵素評価法の感度を向上させ、既法よりも少ない酵素量で検出できる優位性の高い分析法の確立を目指す。そして、本研究期間内に、癌治療にも関係するリン酸転移酵素(キナーゼ類)の活性評価系を確立し、その高感度分析を実現させることを目標とする。これまでの膜透過性ペプチドの研究から、膜透過分子の活性向上には、表面電荷が負である脂質二分子膜と相互作用できるカチオン性部位をもつこと、ならびに、脂質二分子膜の疎水性領域を透過するため、疎水性の部位をもつこと、が重要とされている。そこで本研究ではこの2点を改良した新規膜透過性分子の開発と、それを用いた酵素活性の高感度分析を試みた。今年度はカチオン性のオリゴアルギニンに疎水性のアルキル基を導入した分子を新規に合成し、これらが膜透過性を有すること、導入するアルキル基の炭素数をC6からC12にすることで膜透過活性が10倍以上向上することを見出した。また、昨年度合成したカチオン性のグアニジノ基をもつ新規膜透過性ポリマーを使いてキナーゼの活性評価を行い、従来法に比べて10分の1以下の酵素反応液を使って、その活性を評価できることを見出した。また、本システムは生理的に重要なプロテインキナーゼの活性評価にも適応できることも確認しており、研究期間内に当初の目的をほぼ達成することができた。
サッカーにおけるボールインパクトのバイオメカニクス

本研究では、前年度に明らかとなった圧力センサーシートの欠点:圧力の総和として算出されるボール反力が低く見積もられる傾向、及び数回の試技で回復不能なダメージを負ってしまう点を改善すべく、キックに伴う曲げと負荷に耐えうるセンサーパッドを試作し、その信頼性と耐久性を検証した。フォースプレート上にセンサーを添付し、45度の角度から初速度を10、15、20、25、30m/sと段階的に変化させボールを投射した。その衝撃力をフォースプレート(5000Hz)とセンサーパッド(500Hz)で同時に測定し、フォースプレートのデータをReferenceとして、センサーパッドのデータとの妥当性を検証した。その結果、フォースプレートでは力のピークとボール初速度には有意な直線関係(r^2=0.996)が得られたのに対して、センサーパッドでは力ピークはボール初速度を反映しなかった(r^2=0.048)。また、フォースプレートではボールとの接触時間が約10msであったのに対してセンサーパッドでは約14msと接触時間が延長される傾向にあった。センサーパッドでは、ボールインパクトによる力の立ち上がりの部分を十分に捉えることができない傾向が顕著であり、センサー自体の応答周波数特性によるものであると考えられた。この応答周波数特性の改善が最も重要な改善課題であると考えられた。これらの結果から、ボールインパクト中の足への力の入力を正確に記述するためには、超高速映像によってボールの運動量の変化から絶対値を補正する必要があると考えられた。ボールインパクトの局面を数名のサッカー熟練者について超高速度(2000fps)撮影した結果、インパクトの初期においてボールの変形のみが生じ、ボール自体の運動量がほぼ0である時間が2ms程度あることが分かった。したがって、この間の力を如何に推定するかが、今後の課題として残された。本研究では、極めて短時間(10ms程度)に行われるサッカーキックにおけるボールインパクト局面のバイオメカニクスに着目し、インステップキックにおいてボールインパクト中に足甲部にかかる圧力を実測するための手法を確立することを目的とした。小型圧力センサーなど各種手法を検討した結果、足甲部にかかる圧力分布を詳細に記述するために足底圧計測用のセンサーシートを流用する方法を選定した。2名のサッカー熟練者の足甲部にセンサーシートを貼付し、全力でインステップキック動作を行い。ボールとのインパクトによる圧力変化を500Hzでサンプリングした。センサーシートに格子状に配置されたセンサー個々のデータからボールインパクト中の足甲部上の圧力分布の時系列変化を捉えることができた。その結果、圧力は足甲部の広い範囲に分布しているが、足関節に近い部分にはほとんど圧力がかかっていないこと、またボールインパクト中に最も高い圧力がかかっていた位置(圧力中心)が、これまでの経験的なものとは異なり、足部第1中足骨基部付近であることが明らかとなった。一方、現状のシステムでは圧力の総和として算出されるボール反力が低く見積もられる傾向が明らかとなった。また足甲部の形状からセンサーシートに対して2方向への曲げ負荷がかかることにより、試技によってセンサーの接続部に回復不能なダメージを負ってしまうことも明らかとなった。これらの問題点を解決すべく2方向への曲げによっても強固な接続が保たれ、これまでの2倍の速度でデータを採取できるシステムを鋭意開発中である。このセンサーシートによって信頼性の高いデータを繰り返し採取できることが期待される。
高感度ラマン分光による重金属毒物検出法の開発

1.粉ミルク中ならびに他試料中のラマン分光法によるメラミンの分析に関する研究メラミンはC3H6N6という元素組成を持つ有機化合物で、プラスチックの原材料として広く使われている。一般にヒトや動物用食品中のタンパク量は窒素含有量として表示される。従って、食品中にタンパク質が高濃度に含まれる様見せかけるため、価格が安く、しかも窒素を多く含み、無色無臭の物質としてメラミンがペットフードや粉ミルクに多量に混入されるケースが中国で多発した。それによって中国国内のみならず輸出先である米国で、人畜に多大な被害が出た。そのため従来のラマン分光法でスペクトルを測定すると遊離のメラミンは676cm-1、硫酸メラミンは689cm-1に大きなピークが出現した。各種の粉ミルクを検討した結果676689cm-1辺りには妨害ピークを出現しなかった。従って、この辺りの波長のピークを指標として粉ミルク中メラミンの混入をごく簡単に検証する方法を確立した。その結果を既に学術専門誌Forensic Toxicology 27巻9497ページ(2009年)に掲載した。2.さらに高感度な表面増強ラマン分光法の立ち上げ実験本来の研究テーマの対象は重金属毒物分析であった。各種ヒ素化合物、タリウム化合物、水銀化合物を試したが、純品の標品ではラマンスペクトル測定可能なものが多かったが、ヒト試料に中毒レベル添加しても、感度が十分でないことが判明した。そのため従来の方法より1001000倍高感度を有する表面増強ラマン分光法を立ち上げている。研究期限が到来してしまったが、現在でも実験を継続している。1.マルチチャネル型ラマン分光装置の立ち上げダイオードアレー検出器を用いたマルチチャネル型装置を組み立てた。装置は全て浜松ホトニクス中央研究所で行い,研究協力者である平松光夫博士の協力の下,本研究に最も適した条件を設定した。2.標準化合物のラマンスペクトル測定実験励起波長785nmのレーザービームを用いた結果,水ならびにガラスによる振動ピークは,それぞれ,1600cm^<-1>付近,ならびに1383cm^<-1>付近に弱いブロードバンドとして出現した。三酸化ニヒ素(亜ヒ酸)結晶は182,267,368,479,560,780cm^<-1>の波長に著明なピーク群が出現し,同定のためのスペクトルとして利用可能なことが分かった。シアン化カリウム(KCN)結晶では,2080cm^<-1>付近に極めて強い単一ピークが出現した。しかも,KCN水溶液でも,2082cm^<-1>付近に同様な強いピークが出現したため,同定利用には限界があるものの,半定量に有用である可能性がでてきた。その他,硫酸タリウム,水酸化タリウム,三酸化タリウムなどの結晶に関しても,測定を行ったが,残念ながら,特徴的振動ピークが見られずタリウム化合物測定を断念することとした。3.他のヒ素化合物ならびに水銀化合物結晶の測定現在,なるべく多種類の重金属化合物について,測定を行っている。1.種々の重金属ならびに毒物のラマンスペクトル測定研究協力者である米国コロラド大学Anthony T.Tu名誉教授に有益な助言・討論をしていただきながら、実際の実験は装置の設置されている浜松ホトニクス中央研究所に赴いて行った。その際、同研究所の平松光夫博士、岡崎茂俊博士に協力していただきながら研究を展開した。重金属を含む比較的多種類の毒物についてラマンスペクトルを測定した。その結果シアン化カリウム(KCN)で2080cm^<-1>付近に極めて強い単一ピークが出現し、意外にも水やガラスなどによる振動妨害ピークが出現しないことが判明した。現在血漿中シアンの検出を成功させるべく、いわゆる"surface enhanced"技術を取り入れ、感度を飛躍的に向上させるべく実験を重ねている。2.粉ミルク中メラミンのラマンスペクトル分析法の確立近年中国から輸入されたペットフードや粉ミルクに多量のメラニンが混入されており、特に米国では約1500匹の犬や猫が死亡、または多くの乳児がメラニン混入ミルクを飲み中毒症状を呈するなど社会問題となっている。そのため、メラニンは有機化合物で、重金属ではないが、そのラマンスペクトルを測定した。その結果120-156cm^<-1>に数本のピーク、さらに676cm^<-1>に大きなピークが出現した。5種類の粉ミルクを入手し、676cm^<-1>付近の妨害ピークを調べたところ、バックグランドベースは比較的高いものの、妨害ピークは出現しないことが判明した。これらの結果を論文にまとめ、法中毒学専門雑誌Forensic Toxicologyに投稿し、受理されたところである。

各種の粉ミルクを検討した結果676689cm-1辺りには妨害ピークを出現しなかった。従って、この辺りの波長のピークを指標として粉ミルク中メラミンの混入をごく簡単に検証する方法を確立した。その結果を既に学術専門誌Forensic Toxicology 27巻9497ページ(2009年)に掲載した。2.さらに高感度な表面増強ラマン分光法の立ち上げ実験本来の研究テーマの対象は重金属毒物分析であった。各種ヒ素化合物、タリウム化合物、水銀化合物を試したが、純品の標品ではラマンスペクトル測定可能なものが多かったが、ヒト試料に中毒レベル添加しても、感度が十分でないことが判明した。そのため従来の方法より1001000倍高感度を有する表面増強ラマン分光法を立ち上げている。研究期限が到来してしまったが、現在でも実験を継続している。
稀少生起事象の勃発の兆候を検出する時空間統計モデル

ヒトの健康を脅かす稀少生起事象の勃発の兆候を早期に検出するための新しい統計モデルの開発を行った。従来の統計モデルでは、任意の形状をした勃発地域の検出が適切かつタイムリーにできないという問題点があった。本研究では、まず、新しい制限付き尤度比検定統計量を導入して、勃発が起きていない地域を誤って検出しないように改善した。次に、「局所的な地域において徐々に時間的かつ空間的に拡大していくアウトブレイク」を適切に検出するための新しい統計モデルをポアッソン分布の過分散を考慮して提案した。これらの方法を、北九州市の小学校の欠席者数のサーベイランスデータに適用してその性能を評価した。本年度は、ヒトの健康を脅かす稀少生起事象の勃発の兆候を早期に検出するための新しい時空間統計モデルの開発を行った。時空間統計モデルとしてはKulldorff(1997,2001)が提案したSpatial Scan Statisticというモデルが世界で利用されている。しかし、申請者らの研究(Tango and Takahashi,2005;Tango,2007)によりそのエンジン部分の尤度比検定統計量に欠陥があり、真の集積領域より数倍から数十倍大きい集積領域を検出してしまう問題点があり、その主な原因として、1)同定された集積領域に含まれる個々の領域の相対リスク(観察頻度/期待頻度)を考慮していないこと、2)リスクの低い領域がリスクの高い集積領域の一部に含まれる確率がゼロではないこと、であることが判明している。そこで本研究では、Kulldorffの提案した統計モデルのエンジン部分である尤度比検定統計量に替わる新しい基準を提案した。それは、従来の尤度比検定統計量の良さを保存しながら周辺のリスクの小さい領域を呑み込まないような制約付尤度比検定統計量を開発した。この研究成果はDublin,Irelandで開催された第24回国際計量生物学会で発表するとともに、雑誌Japanese Journal of Biometricsに掲載された。本年度は、時空間上の稀少生起事象の勃発の兆候を早期かつ正確に検出できる時空間でのスキャン統計量(space-time scan statistic)の開発をおこなった。Space-time scan statisticとしては、すでにKulldorff (2001)、Takahashi et al. (2008)らが提案した方法が存在するが、これらで同定されるMost Likely Clusterは空間スキャン統計量で定義されるhot-spot clusterを時空間に単純に拡張したもので、「局所的な地域において徐々に時間的かつ空間的に拡大していく勃発」を正確には同定することはできない。また、稀少生起事象のモニタリングに際して、その事象の発現確率分布にポアッソン分布を仮定しているが、現実にはポアッソン分布のバラツキを超えた過分散が観測されることが少なくない。したがって、本研究においては、これらの問題点を考慮したoutbreak modelを内臓したspace-time scan statisticの開発を目指し、期待通りの性能を有するscan statisticの開発ができた。この研究成果は南アフリカのダーバンで開催された第57回国際統計学会の招待講演で発表するとともに、雑誌Biometricsに投稿した。また、これまでの研究成果の一部をまとめて、米国の出版社SpringerからStatistical Methods for Disease clusteringという専門書を出版した。今年度は、昨年度の「時空間上の稀少生起事象の勃発の兆候を早期かつ正確に検出できる時空間でのスキャン統計量(space-time scan statistic)に必要な機能の理論的かつシミュレーションによる検討結果」に基づいて、次にあげる既存の方法の3種類の問題点の改善方法を検討した。(1)時空間スキャン統計量としては、すでにKulldorff(2001)、Takahashi et al.(2008)らが提案した方法が存在するが、これらの方法で同定されるMost Likely Clusterは空間スキャン統計量で定義されるhot-spot clusterを時空間に単純に拡張したもので、「局所的な地域において徐々に時間的かつ空間的に拡大していく勃発」を正確には同定することはできない、(2)これまでに提案された方法では、観測された事象の数が通常の頻度なのか異常な大きさなのかを判定する帰無仮説の下での期待頻度の計算方法が不適切、(3)ボアッソン分布のバラツキを超えた過分散を適切に処理できない。これら3点の改善を行うとともに、単純なhot-spot clusterモデルに替わって、新しい「徐々に時間的かつ空間的に拡大する」outbreak modelを開発した。その実データに基づく性能評価として、北九州市の小学校を対象とした、欠席児童数のサーベイランスデータ(2006年)を利用し、実時空間(地域)のある領域(時点、地域)に想定されるインフルエンザの勃発・流行の早期発見に適用した。その結果、これまでの方法よりインフルエンザの勃発状況をより正確に検出できることが確認された。これらの成果は、この分野の著名雑誌Biometricsに発表した。
ビューベースト教示再生による物体ハンドリング

本課題では,従来の教示再生方式の持つ汎用性という特長を維持しつつ,作業条件の変化に対応可能なロボット教示手法として,「ビューベースト教示再生」の研究を行った.カメラ等のセンサ情報をビューベーストアプローチによって処理し,ロボットの動作とのマッピングを得ることにより,物体ハンドリング作業の教示を実現する方法を開発し,産業用ロボットやロボットハンドなどを用いた実験を通してその有効性を示した.マルチコアCPUにおける並列処理やSIMD拡張命令(Intel AVX命令)を利用した主成分スコアの計算など,ビューベースト教示再生におけるオンライン処理の高速化に取り組んだ.その結果,VGA解像度の画像に対して最大140フレーム/秒でのビューベースト教示再生が可能であることを実機ロボットによる押し操作の例で確かめた.計算能力としては200フレーム/秒までは対応可能であることも確認している.また,2本指・4自由度ロボットハンドによるマニピュレーションにビューベースト教示再生を適用し,指先による把持やin-handマニピュレーションなどが実現可能であることを実機システムで確かめた.複雑なマニピュレーションにはニューラルネットワークへのリカレント構造の導入が有効であること,内力制御の実現には関節コンプライアンスが利用できることなども確認した.ただし,教示内容の汎化についてはさらなる検討が必要である.そのほか,ビューベースト教示再生の基本特性の評価や強化学習などへの利用に向け,動力学シミュレータベースの仮想環境の改善を行った.従来の仮想環境からの操作性の改善のためハプティックインタフェースを導入したほか,実機を模したアーム・ハンドシステムを構築し,より現実的な仮想環境となるようにした.また,実機システムと同様,オンライン処理の高速化を行うことで,仮想環境での実験・評価がより短時間で行えるようになった.本課題では,従来の教示再生方式の持つ汎用性という特長を維持しつつ,作業条件の変化に対応可能なロボット教示手法として,「ビューベースト教示再生」の研究を行った.カメラ等のセンサ情報をビューベーストアプローチによって処理し,ロボットの動作とのマッピングを得ることにより,物体ハンドリング作業の教示を実現する方法を開発し,産業用ロボットやロボットハンドなどを用いた実験を通してその有効性を示した.ビューベースト教示再生の多様なマニピュレーションへの展開へ向けて,グラスプレス・マニピュレーションのひとつである押し操作への適用を行った.複数回教示を行うことで,作業条件変化に対してロバストな教示が可能であること,また,12mm程度の精度での位置決めが可能であることなどを実機ロボットを用いた実験により確認した.これにより,ビューベースト教示再生が,従来の教示再生の代替として使用できるほか,一定の作業条件変化にも対応できる手法であることを示した.さらに,ビューベースト教示再生における複数・異種センサ情報の利用の一環として,カメラ画像のほか距離画像も併用することで,照明条件の変化などへのロバスト性を高める方法を開発し,こちらも実機ロボットを用いた実験によりその有効性を確認した.照明条件の変化に応じて,カメラ画像と距離画像のどちらを用いるべきかをリアルタイムに切り替える手法や,オクルージョンの影響を軽減する手法の開発も行い,ビューベースト教示再生のロバスト性をさらに高めた.また,動力学シミュレータ上の仮想環境を用いて,強化学習の導入を行った.Actor-Criticベースの強化学習アルゴリズムを用い,試行錯誤によってニューラルネットが自律的に改善されるようにし,把持操作や押し操作でそれが機能することを確認した.この結果は,今後,ビューベースト教示再生において人間の教示の手間をさらに減らすことにつながる技術である.最終年度は,ロボットに取り付けた柔軟部の変形や,光弾性体と偏光光学系の利用により,ロボットにかかる力情報を可視化することを試みた.それにより,ロボット指による押しつけ動作を対象に,ビューベースト教示再生を力制御タスクに適用可能であることを確認した.また,ヒューマノイドロボットの動作にビューベースト教示再生を適用し,最大10自由度までの動作について,教示内容の再生を確認した.研究期間全体を通じて,ニューラルネットワークに基づくビューベースト教示再生の実現法がおおむね確立された.また,このビューベースト教示再生手法が,押し操作・in-handマニピュレーション,押しつけ操作,ヒューマノイドロボットの動作など,多様な作業に適用可能であり,かつ一定の作業条件変化に対応可能であることが示された.そして,通常のカメラ画像に加え,距離画像や光弾性画像の利用により,様々な物理情報を利用したロボット教示再生が実現可能であることが明らかになった.さらに,複数の画像のうち利用する画像を状況に応じて適宜切り替えることが有効であることも示された.そのほか,Actor-Criticベースの強化学習アルゴリズムを用いることで,ニューラルネットワークを試行錯誤的に改善する手法が開発され,仮想環境内でその有効性を確認した.これらの成果は,古典的な教示再生方式と同様の汎用性を維持しつつ,作業条件の変化にも対応可能であるという,ビューベースト教示再生のメリットを,多様なロボットによる多様な作業に適用可能にするための基盤となる成果であると言える.ロボット工学平成24年度の成果も含めると,当初予定での平成25年度実施予定の内容を,ほぼ100%実現できている.また,in-handマニピュレーションへの適用など,平成26年度に実施予定であった内容を一部前倒しで実現できている.

したがって,当初の計画以上の進展と判断できる.おおむね研究実施計画に沿って研究を行うことができたため,研究の進捗は順調である.実施計画のうち,2台以上のカメラを用いたビューベースト教示再生は実施できなかったが,その代わりに,次年度の実施予定であった,カメラ画像と距離画像を併用したビューベースト教示再生を実現することができた.同種センサの利用よりも高度である異種センサの利用を実施できたことから,研究の目的の達成に向けて問題はないと考えられる.これまでに行ってきたマニピュレータによる押し操作やロボットハンドによる把持操作・in-handマニピュレーション以外にも,ビューベースト教示再生の適用先を広げ,本手法の有効性を検証していく.また,仮想環境を利用した評価を進め,手法の改善や有効な教示手順などに役立てる.ビューベースト教示再生における主成分分析やニューラルネットなどの計算を高速化するため,CPUによるSIMD処理やGPGPUなどの利用を進める.また,押し操作だけでなく,ピックアンドプレイス操作や多指ハンドによる操作など,多様な作業への適用と検証を進める.パソコンの価格変動などの理由により,わずかに次年度使用額が生じた.次年度使用額は些少であるため,使用計画を大きく変えることなく有効に使用する予定である.当該年度の実験において,過去に作成した部品を有効利用できたため,次年度使用額が生じた.次年度に請求する研究費と合わせ,次年度に行うビューベースト教示再生の実験環境の構築・充実のために使用する予定である.