hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生理活性オリゴペプチドを認識する螺旋形ナノチューブの創製

すなわち、水中においては自己抱接型の方が多く生成し(67:23)、DMF中においては非自己抱接型の方が多く生成した(69:23)。以上の結果は、CD二量体の合成においてリンカー部位を導入する際に有用な知見である。もし、リンカー部位が自己抱接されてしまうと目的とする二量体の合成が達成されないと考えられるからである。研究の前年度において所属機関の変更により研究環境が大きく変化したことが要因となり、十分な達成度に到達していないと考えられる。計画では当該年度までに二重架橋したCD二量体の合成法を確立したいと考えていたが、合成条件の見直しすべき点が見つかったこともあり、望むCD二量体の合成に至ってはいない。これまでのところ見直しすべき最も重要なポイントは、CD二量体の合成に使用するリンカー部分がCDに連結されるとき自己包接されてしまうという点である。これは溶媒の極性を下げることにより避けられることが分かってきたので、今後の合成条件の検討に活かしたい。当初、γ-シクロデキストリン(CD)及びα-CDの一級水酸基側ジアジド置換体の合成、さらにそれらを利用した二重架橋CD二量体の合成を企図していたが、所属機関の変更により研究環境が大きく変化したことが主要因となり、十分な達成度に到達していないと考えられる。現在、モノアジド置換体へのリンカー導入条件の検討段階において、リンカー部位がCD空洞内に自己抱接されることが確認されており、自己抱接反応を回避するような反応条件を見出すことが、望む新規ホスト分子の合成に必要であることがわかっている。このように乗り越えるべき課題が明確となり、新しい研究環境にも慣れてきたので、今後は順調に研究目的を達成していけると期待している。6A,6D-ジヨード-α-CDおよび6A,6E-ジヨード-γ-CDを二重架橋CD二量体の前駆体として合成する。続いてN-Boc-2-アミノエタンチオールによる求核置換反応を行い、その後の脱保護によるアミノ基の生成により二つのリンカーを一級水酸基側の対称位に有するα-及びγ-CD誘導体を調整する。さらにこのアミノ基を有するCD誘導体を二つのカルボニル基を対称位に有する分子と還元的アミノ化反応により連結させることにより二つのCD誘導体の二重連結を検討する。還元的アミノ化反応を利用するのは、比較的緩和な条件で選択的に反応し、また有機溶媒だけではなく水系溶媒中においても利用できるので条件検討が容易であると考えられるからである。また、昨年度に続いてジアジド-CDと末端にプロパルギル基をもつリンカー分子をヒュスゲン環化反応により連結し望む二重架橋CD二量体を合成する試みも続ける。鎖状のりんカー二本で連結された対称な構造をもつ二重架橋CD二量体の合成に成功した後、鎖状のゲスト分子との錯体形成、及びその構造と機能について検討する。A,D-ジアジド-α-CDおよびA,E-ジアジド-γ-CDを合成する。これらのジアジド-CDと末端にプロパルギル基をもつリンカー分子とをヒュスゲン環化反応により連結し望む二重架橋CD二量体の合成を検討する。また、A,D-ジアジド-α-CDおよびA,E-ジアジド-γ-CDにトリフェニルホスフィンを反応させジアミノ-CDへと変換する。このようにしてCD一級水酸基側の二か所にアミノ基を導入したCDを調整する。
小学生高学年における骨量増加因子の解析及び指導プログラムの開発

小学生高学年(4年生6年生)の骨量を3年間にわたり継続的に測定するとともに運動・食生活習慣との関連を調査し、骨量増加因子を分析した。小学高学年の骨量は、4・5年生では男女差は小さく、6年生で男女差が明確に認められた。女子では、小学校5年生までは男子と同じ傾向を示すが、小学校6年生で大きく骨量の増加を示した。骨量増加要因として運動の有無・時間が挙げられたが、小学校高学年女子では、学校体育以外の運動経験者は30%程度と減少し、問題を残していた。骨量教育は、小学校5年生から開始すべきである。女子では中学2年生で最大骨量を獲得し、それ以前の小学校高学年より中学1年生までの骨量獲得が重要となることを報告してきた。そこで(1)小学生高学年「4年生6年生」の継続的な骨量を測定し、運動・食生活習慣との関連を調査し、骨量増加因子を分析すること。(2)骨粗鬆症予防のための小学生高学年用の骨量増加指導プログラムの開発、その有効性について検討することを目的とした。1.対象:埼玉県越谷市内k小学校4年生、男児93名、女児87名、計180名を対象とし、骨量・栄養・運動について調査実施した。同一小学生を3年間追跡(4年生6年生)する縦断的調査における4年生を対象とした基本・横断的調査とした。2.調査方法:【質問紙調査】(1)健康属性(骨折、月経、服薬、身長、体重、体脂肪率、握力)、(2)食事・栄養状態(朝食摂取、朝食摂取時間、食物を噛む速度、好き嫌いの有無、9種類の食品摂取頻度(牛乳、乳製品、豆腐・大豆製品、肉類・卵類、小魚類等)、ダイエット歴の有無、現在のダイエット状況、(3)運動関連(運動習慣の有無・運動の種類、運動時間、運動頻度、通学時間、ストレス状況、睡眠時間)、【骨量および身体測定】超音波骨量測定装置BenusIIIを使用し骨量の測定3.結果(1)男女とも授業以外の運動を「行う」群が「行わない」群にくらべて骨量は大きい、女子で有意であった(p=0.003)。(2)生活習慣では顕著な変化がなかったが、睡眠時間が長いほど骨梁面積率が高い傾向にあった。(3)牛乳、乳製品等食品摂取状況では、男女とも有意な差はなかった。18年度の調査を基本調査とし、3年間、同じ子どもを追跡、体格および骨量の増加率を検討するとともに、小冊子の配布・講演会等で介入、運動量ならびに栄養摂取の個人差と骨量獲得との関連について縦断的に検討する。【目的】小学生高学年「4年生6年生」の継続的な骨量を測定し、運動・食生活習慣との関連を調査し、骨量増加因子の分析、骨粗鬆症予防のための小学生高学年用の骨量増加指導プログラムの開発、その有効性について検討することを目的とした2年目の研究である。【方法】平成18年度(小学校4年生)に質問紙調査として(1)健康属性、(2)食事・栄養状態、食品摂取頻度、(3)運動関連、及び骨量および体格について基礎調査済みである男児93名、女児87名、計180名について5年生となった1年後に調査した。昨年度と同様の質問紙、体格、食習慣を調査するとともに運動量として加速度センサ方式による運動量測定装置(歩数計)を2週間連続して装着させ、1日の平均歩数、平均活動時間、歩行・速歩の各運動時間を算出し、骨量との関連を調査した。【結果】(1)身長の1年間の増加は、男子5.8±2.0cm、女子7.0±1.6cm、体重男子3.4±2.1kg、女子4.1±2.3kg、骨梁面積率の増加男子0.5±2.4%、女子0.8±4.3%で、小学4年生から5年生では体格、骨量ともに女子の成長が大きい。しかし、骨量の増加は小さいものであった。(2)男子では、体重が増加した児童では、体脂肪率も増加し、5年次、骨量が大きい児童はこの1年間での骨量増加率も高い傾向にあった。また、弱いながらもこの1年間の骨量の増加と歩行運動時間との間に相関がみられた(p<0.001)。(3)女子では、男子以上に身長の伸びと体重の増加および骨量の増加がそれぞれ連動して発育する傾向にあった。しかし、運動量との相関は、今年度のデータ解析では認められなかった。【目的】小学生高学年46年生に渡り3年間の継続的に骨量を測定し、運動・食生活習慣との関連を調査し、骨量増加因子の分析、骨量増加指導プログラムの開発を目的とした3年目の研究である。【方法】

平成18年度(小学校4年生)より男児93名、女児87名、計180名対象に質問紙調査(健康属性、食事・栄養状態、食品摂取頻度、運動関連)、骨量及び体格にっいて調査してある対象を継続的に3年間調査した。【結果】1.小学高学年の骨量は、4・5年生では男女差が小さく、6年生で男女差がはっきりと認められた。3年間の骨量変化を見ると、男子では、骨量増加量は小さく、女子では、4,5年生では骨量に差がなく、6年生になると急激にまた有意に増加した。2.骨量と体格との関連を検討した結果、女子では体重、男子では握力で一部相関を示した。特に5・6年次で女子で体重増加量と相関を示した。3.骨量と運動との関係を見ると、女子では、運動群で骨量が有意に高く、男子で超音波伝播速度で高値を示した。また、男女とも運動時間と相関を示した。4.牛乳・乳製品摂取群が男子の骨量、女子の身長、体重で有意に高値を示していた。その他の食品摂取状況や朝食摂取の有無と骨量との関連は認めなかった。5.骨量と骨折既往に関しては、女子で"骨折なし群"の骨量が有意に高値を示した。6.初経発来群は、体格も良好で骨量(PBSOS)で有意に高値を示した。7.小学校高学年、特に女子で5年生から骨量教育が重要で、女子では、高学年になると十分な運運動経験者は30%程度と減少し、運動の重要性が指摘された。
肝内リンパ球のレドックス制御に基づく新たな肝癌治療の基礎的検討

この2年間で、肝硬変肝癌患者の肝類洞内リンパ球の機能と細胞内レドックスの関連を検討し、レドックス制御薬としてのGSHの前駆物質N-acetylcysteine(NAC)が有効な補薬である可能性を明らかにした。まず、1年目は肝硬変ラットモデルの作成をチオアセタミドを用いて行い、線維化の形態においてよりヒトに類似したモデルの作成に成功した。肝硬変ラットの肝類洞内リンパ球分画は正常ラットと有意な差は認めなかったが、抗腫瘍活性は著明に低下し、細胞内還元型グルタチオン(GSH)濃度も低下を認めた。In vitroでGSH合成阻害剤BSO添加した正常肝類洞内リンパ球の抗腫瘍活性は、細胞内GSH濃度の低下と共に低下した。更に、NACを腹腔内投与すると、肝硬変群の肝類洞内リンパ球の抗腫瘍活性は正常ラットのレベルまで回復した。以上から、ラット肝類洞内リンパ球の細胞内グルタチオン濃度と抗腫瘍活性に正の相関関係があることが明らかとなった(r^2=0.44)。肝疾患患者の肝類洞内リンパ球抗腫瘍活性は肝内胆管癌や転移性肝癌の患者でも低下を認めたが、肝癌患者では肝類洞内リンパ球内のGSH濃度が有意に低下していた。肝癌患者の切除肝より得られた肝類洞内リンパ球のリンパ球の分画は、生体肝移植ドナーのグラフト肝より得られた肝類洞内リンパ球と有意差はなく、末梢血リンパ球と比較してNK細胞、NK-T細胞が多く、B細胞が少ないという特性は保持されてた。肝類洞内リンパ球の抗腫瘍活性は肝癌群で対照群に比較し著明に低下しており、細胞内GSH濃度も抗腫瘍活性と相関して低下を認めた。さらに、in vitroで肝類洞内リンパ球をIL-2とともに培養する系にNACを添加すると、肝癌群肝類洞内リンパ球の抗腫瘍活性はNACの添加により約5070%増強された。これらの結果は、肝類洞内リンパ球が多くの細胞傷害性リンパ球より構成され、肝類洞内においてその強い細胞傷害活性による独自の免疫環境を形成している一方で、肝臓での酸化還元環境に対する強い感受性を持ち、その環境にその活性が制御されていることを示している。サイトカイン療法を肝臓に対して行うときには、NACなどの還元因子を用いた細胞内レドックス環境の補整が必要であることが推測された。(1)肝硬変、肝腫瘍動物モデルによる肝内リンパ球の免疫能の解析について、ドンリュウラットを用いてチオアセタミド(200mg/kg)腹腔内投与により肝硬変モデルを作製し、さらに同種腫瘍細胞(AH66F)を肝臓に接種し、担癌モデルを作製した。これらの肝臓の門脈潅流液,及び末梢血よりそれぞれ,末梢血リンパ球,肝内リンパ球を分離して、抗腫瘍活性、細胞内グルタチオン濃度を測定した。肝硬変ラットでは、正常肝ラットと比較すると、肝内リンパ球の細胞内グルタチオン濃度の低下と共に、抗腫瘍活性の低下を認めた。

正常肝ラットに比べ、肝硬変ラットにおける移植肝癌は発育増大を認めた。N-アセチルシステイン(NAC)の腹腔内投与により肝硬変ラットの肝内リンパ球の抗腫瘍活性が回復した。NACとIL-12の併用投与は、IL-12単独群に比べ肝硬変ラットの移植肝癌の発育が抑制された。(2)ヒト肝癌例における肝臓内リンパ球の免疫能の解析においては、肝細胞癌の外科的切除肝から同様に肝内リンパ球、末梢血リンパ球を分離し、生体肝移植ドナー肝を対照として、抗腫瘍活性、細胞内グルタチオン濃度を測定した。肝細胞癌症例では、対照群と比較すると、肝内リンパ球の細胞内グルタチオン濃度の低下と共に、抗腫瘍活性の低下を認めた。NACとIL-2との共培養は、IL-2単独群に比べ肝細胞癌症例の肝内リンパ球の抗腫瘍活性を有意に増強できた。以上より、細胞内グルタチオン肝内リンパ球の抗腫瘍活性に強く関与していることが推測された。上記の結果を基に、次年度はNACとIL-12の硬変肝内リンパ球の抗腫瘍能に対する協調効果を、In vivo(ラット)、In vitro(ヒト)で検討するとともに、グルタチオンにより活性化される還元制御蛋白グルタレドキシンの発現や活性化の程度を検討する予定である。肝硬変及び原発性肝癌を有する肝臓の肝類洞内リンパ球(HMNC)の機能と細胞内レドックスの関連を検討し、レドックス制御薬としてのGSHの前駆物質N-acetylcysteine(NAC)の有用性の検討を行った。チオアセタミド誘発肝硬変ラットの肝類洞内リンパ球分画は、正常対照ラットのそれと有意な差は認めなかったが、抗腫瘍活性は著明に低下し、細胞内還元型グルタチオン(GSH)濃度も低下を認めた。In vitroでGSH合成阻害剤BSO添加した正常対照HMNCの抗腫瘍活性は、細胞内GSH濃度の低下と共に低下を認めた。更に、NACを腹腔内投与すると、肝硬変群のHMNCの抗腫瘍活性は正常ラットのレベルまで回復した。これらの結果から、ラットHMNCの細胞内グルタチオン濃度と抗腫瘍活性に正の相関関係があることが明らかとなった。肝癌患者の切除肝より得られたHMNCのリンパ球の分画は、生体肝移植ドナーのグラフト肝より得られた正常対照HMNCと有意差はなく、末梢血リンパ球(PBMNC)と比較してNK細胞、NK-T細胞が多く、B細胞が少ない特性は保持されていた。HMNCの抗腫瘍活性は肝癌群で対照群に比較し著明に低下しており、細胞内GSH濃度も相関して低下を認めた。さらに、HMNCをIL-2と共培養する系にNACを添加すると、肝癌群HMNCの抗腫瘍活性はNACの添加により対照群の約5070%にまで増強された。これらの結果は、HMNCが多くの細胞傷害性リンパ球より構成され、肝類洞内においてその強い細胞傷害活性による独自の免疫環境を形成している一方で、肝臓での酸化還元環境に対する強い感受性を持ち、活性がその環境に制御されていることを示唆している。そして、免疫増強のためのサイトカイン療法を肝臓に対して行うときには、NACなどのレドックス制御薬を用いた細胞内レドックス環境の補整が必要であることが推測された。
視覚情報提示による追突防止システムの評価

本研究は後続車に追突されない,あるいは前走車に追突しないための追突防止システムの情報提示がどうあればよいかをドライビングシミュレータを用いて実験的に検討したものである.車々間通信によって情報提示すれば後続車に警報提示を与えられるが,本システムは車々間通信が不可能な場合をも想定しており,後続車に追突されないための以下に示す(1)から(4)の視覚情報提示を考えた.(1)現状の制動開始ランプ視覚情報システム(従来のもの),(2)減速度に比例して制動ランプの面積に反映する視覚情報システム,(3)必要な制動操作量を制動ランプ面積に反映する視覚情報システム,(4)制動ランプ点滅による大減速度時の視覚警報システム。後続車へのこれら4つの制動ランプシステムの視覚情報提示が運転者の知覚・認知・判断・操作に影響を及ぼし、その結果として制動動作に現れる違いを解明することによって、運転者にとって適切な認知・判断が行えるシステムを評価した.その結果、必要な制動操作量を制動ランプ面積に反映する視覚情報システムは、制動開始の時間短縮には至らないが,全走車減速度の認知を容易にすることが明らかになった.運転行動の制動動作は交通場面によって異なるため、感性評価等を含めた様々な実験を行い,追突防止のための評価をしている。本研究は後続車に追突されない,あるいは前走車に追突しないための追突防止システムの情報提示がどうあればよいかをドライビングシミュレータを用いて実験的に検討するものである.車々間通信によって情報提示すれば後続車に警報提示を与えられるが,本システムは車々間通信が不可能な場合をも想定しており,後続車に追突されないための以下に示す(1)から(4)の視覚情報提示を考えている.(1)現状の制動開始ランプ視覚情報システム(従来のもの)(2)減速度に比例して制動ランプの面積に反映する視覚情報システム(3)必要な制動操作量を制動ランプ面積に反映する視覚情報システム(4)制動ランプ点滅による大減速度時の視覚警報システム後続車へのこれら4つの制動ランプシステムの視覚情報提示が運転者の知覚・認知・判断・操作に影響を及ぼし,その結果として制動動作に現れる違いを解明することによって,運転者にとって適切な認知・判断が行えるシステムを評価している.本研究は後続車に追突されない,あるいは前走車に追突しないための追突防止システムの情報提示がどうあればよいかをドライビングシミュレータを用いて実験的に検討するものである.車々間通信によって情報提示すれば後続車に警報提示を与えられるが,本システムは車々間通信が不可能な場合をも想定しており,後続車に追突されないための以下に示す(1)から(4)の視覚情報提示を考えている.(1)現状の制動開始ランプ視覚情報システム(従来のもの)(2)減速度に比例して制動ランプの面積に反映する視覚情報システム(3)必要な制動操作量を制動ランプ面積に反映する視覚情報システム(4)制動ランプ点滅による大減速度時の視覚警報システム後続車へのこれら4つの制動ランプシステムの視覚情報提示が運転者の知覚・認知・判断・操作に影響を及ぼし,その結果として制動動作に現れる違いを解明することによって,運転者にとって適切な認知・判断が行えるシステムを評価している.本研究は後続車に追突されないための追突防止システムの視覚情報提示がどうあればよいかをドライビングシミュレータを用いて実験的に検討するものである.18年度の結果から必要な制動操作量を制動ランプの面積に反映する視覚情報システムが有効であることが明らかとなった。19年度は,18年度の実験データを含めて,ニューラルネットワークを用いて時系列に変化する制動動作を解析し,人間の減速における知覚特性の検討や人間の認知・判断から追突防止システムの評価を明らかにすることを目的とした.平成18年度の実験データを含めた相対速度,車間距離,相対減速度を用いて,ニューラルネットワークによる動作解析を行った。解析方法は出力誤差を入力側に伝播させ,学習後のニューラルネットワークを因子分析し,中間層の結合荷重の大きさを出力側から調べた。

これより,出力に対する入力の影響の度合いを運転者の制動に対する要因のプライオリティとして求めることにより,時系列に変化する制動動作を見出し,減遠の知覚および制動開始の認知を総合的に検討した.その結果,運転者は車問距離と相対速度を入力情報として制動していることが明らかとなった.このことは衝突車間時間(TTC)に関わり,実際の衝突時間に関わる減速度を入力の視覚情報として見ていないためギャップを生じる.このギャップを埋める動作として運転者は,減速度を大きくして調節することとなるが,最初から減速度が大きいとこの調節が頭打ちとなり,危険になる可能性がある.人間は大きな減速をする場合,ブレーキ制御が難しくなることを示唆した
糸状菌の生産する痙攣性物質に関する研究

Penicillium brasilianum BatistaJV-379株のオカラ培養物から2種のカイコ痙攣性物質を単離し、それらの構造を各種機器分析により決定した。いずれも新規化合物であったことから、brasiliamide A,Bと命名し、それぞれ(Z)-N^1,N^2-diacetyl-N^2-(2-oxo-3-phenylpropyl)-3-(3-methoxy-4,5-methylenedioxy-phenyl)-1,2-propenediamineおよび1,4-diacetyl-2-benzyl-5-(3-methoxy-4,5-methylenedioxybenzyl)-1,2,3,4-tetrahydropyrazineと決定した。Brasiliamide BはNMRスペクトルにおいて2種のコンホマーの混合物として観測され、溶媒あるいは温度を変えるとスペクトルおよび各シグナルの比率が変化する現象が認められた。モデル化合物trans-1,4-diacetyl-2,5-dimethylpiperazineを合成し、スペクトルを詳細に解析したところ、アミド結合のsyn/anti異性化によって4種の回転異性体が観測されることを明らかにした。この解析結果および低温あるいは室温でのNOE実験によりbrasiliamide Bのコンホメーション解析を行い、溶液中ではアセトアミド基の配置の異なる4種の回転異性体が存在すること、また、室温ではbrasiliamide Bの一方のアミド結合の回転が速いために均一化されてシグナルがブロードニング化して現れ、もう一方のアミド結合の回転異性体に由来する2種の異性体のみが観察されることなどを明らかにした。また、brasiliamide類の関連化合物を精査し、3種の類縁体brasiliamide C-Eを単離し、それらの平面構造を決定した。Brasiliamide類の痙攣活性はbrasiliamide Bが最も強く、その活性は50μg/g dietであった。Penicillium brasikianum Batista JV-379株のオカラ培養物から単離した2種のカイコ痙攣性物質の構造を各種機器分析により決定した。いずれも新規化合物であったことから、それぞれbrasiliamide A, Bと命名した。Brasiliamide Bは室温でのNMR測定において各種溶媒中で2種の成分の混合物として観察され、温度を変えるとその比率およびスペクトルが変化する現象が認められた。また、高温では単一なスペクトルを与え、低温では4種の異性体の存在が確認できた。本化合物を水素添加して得られたジヒドロ体も室温で4種の異性体が存在した。これらの変化が溶液中でのコンフォメーション変化と予想されたので、trans-1, 4-diacetyl-2, 5-dimethylpiperazineをモデル化合物として合成し、スペクトルを詳細に解析した。その結果、アセチル基の配置の異なる4種の異性体が存在することがわかり、アミド結合のcis/trans異性化によって回転異性体が観測されることを明らかにした。Brasiliamide Bおよびdihydrobrasiliamide Bについても各回転異性体のシグナルを帰属し、低温あるいは室温でNOE測定を行ってアセチル基の配向性を決定した。この解析により、室温ではbrasiliamide Bの一方のアミド結合の回転が速いために均一化されてシグナルがブロードニング化して現れ、もう一方のアミド結合の回転異性体に由来する2種の異性体のみが観察されることを明らかにした。一方、JV-379Cと仮称する化合物はその平面構造を決定し、fumitremorgin類の新規化合物であることがわかった。現在、立体化学を検討中である。Penicillium brasillanum BatistaJV-379株のオカラ培養物から2種の新規カイコ痙攣性物質を単離し、それらの構造を各種機器分析により決定した。それぞれbrasiliamide A[=(Z)-N^1,N^2-diacetyl-N^2-(2-oxo-

3-phenylpropyl)-3-(3-methoxy-4,5-methylenedioxyphenyl)-1,2-propenediamine]およびbrasiliamide B [= 1,4-diacetyl-2-benzyl-5-(3-methoxy-4,5-methylenedioxybenzyl)-1,2,3,4-tetrahydropyrazineと命名した。Brasiliamide BはNMRスペクトルにおいて2種のコンホマーの混合物として観測され、溶媒あるいは温度を変えるとスペクトルおよび各シグナルの比率が変化する現象が認められた。モデル化合物trans-1,4-diacetyl-2,5-dimethylpiperazineを合成し、スペクトルを詳細に解析したところ、アミド結合のsyn/anti異性化によって4種の回転異性体が観測されることを明らかにした。この解析結果および低温あるいは室温でのNOE実験によりbrasiliamide Bのコンホメーション解析を行い、溶液中ではアセトアミド基の配置の異なる4種の回転異性体が存在することを明らかにした。また、回転異性化現象における温度の影響を明らかにした。
高精度電子状態理論の開発と励起状態化学への展開

複雑な電子状態や結合解離を高精度に計算できるActive space法を開発し、多電子過程で記述される励起状態の高精度計算に応用した。また、開発した理論を理論精密分光の研究に適用し、内殻励起状態の温度効果や二電子イオン化分光等、最先端の実験で興味を持たれている現象の解明や新しい分光法の提案を行った。さらに、光物性化学の基礎研究では、有機EL・生体化学センサー・UVブロック等の光電子過程の詳細を明らかにした。励起状態にある分子は、特徴的な光物性や反応性を示し、基礎化学的にも工学的にも興味深い。本課題では、高精度な電子相関理論を開発し、化学、工学、生物学で重要である光電子過程について研究する。具体的には、以下の6つのテーマを中心に研究を行う。(1)発光デバイス、光化学センサーの光電子過程と励起ダイナミクス(2)高精度電子状態理論の開発と励起反応・多次元励起ダイナミクス(3)共鳴状態のエネルギー緩和と寿命(4)表面-分子相互作用系の光電子過程と触媒作用(5)内殻電子過程と振電相互作用(6)オージェ過程の電子・構造緩和複雑な電子状態や結合解離を高精度に計算できるActive space法を開発し、多電子過程で記述される励起状態の高精度計算に応用した。1.a)有機EL素子として有用なポリフェニレンビニレン(PPVn)とポリフェニレン(PPn)の多量体の電子励起状態を精密に計算し、光吸収・発光メカニズムと発光効率について詳細な研究を行った。b)化学センサーとして利用されるアクリジンの光誘起電子移動メカニズムについて検討した。ππ^*励起状態と電荷移動状態の溶媒効果を検討し、蛍光の変化を説明することに成功した。2.N_2, N_2O, CO_2などの内殻イオン化状態に観測される振動の理論スペクトロスコピーを行った。N_2では、g-u分裂した主ピークとサテライト・ピークのポテンシャル曲線から、振動スペクトルの詳細について検討した。N_2OとCO_2では、2次元のポテンシャル曲面を計算し、振動スペクトルの精密な帰属を行った。Sudden近似の極限の実験スペクトルとFCFに基づく理論スペクトルの比較を行い、構造変化について議論した。3.ビニルクロライドやフルオロエチレンの励起状態について精密な研究を行い、光解離過程について新しいメカニズムを提案した。C_4Cl分子の基底状態の構造について研究し、これまで理論的に再現できなかった実験結果を説明することに成功した。4π電子系であるブタジエン、アクロレイン、グリオキサールの励起状態とサテライト状態について精密な帰属を行った。1.a)有機ELりん光材料のうちRGBの発光を示すイリジウム錯体について、電子励起状態を精密に計算し、光吸収・発光メカニズムの詳細な研究を行った。b)光化学センサーのアクリジンZn錯体の光誘起電子移動メカニズムについて検討した。ππ励起状態と電荷移動状態の溶媒効果を評価し、蛍光の変化について定量的な研究を行った。2.Active space法の開発を行い、CHやOHなどのラジカル分子の結合解離について精密な記述を行うことに成功した。3.N20 01s内殻励起状態について、振動励起状態からの内殻励起では、バレンス・リドベルグ相互作用が小さくなるが、その電子的メカニズムについて検討した。本研究では、SPring8の最新の実験との共同研究を実施した。4.燃料電池で鍵となるPt表面におけるアルコール酸化反応について研究し、反応の電子的メカニズムを明らかにした。CO/Cu表面について、金属-吸着分子の電子移動を適切に表現するDAM(Dipped Adcluster Model)法とSAC-CI法を結合した方法により、表面上の光電子スペクトルの理論研究を行った。フェルミ・レベルを基点とするイオン化スペクトルを計算し、実験との直接比較を行った。今年度は、SAC-CIダイレクト法を用いた研究を行った。これらの研究では研究員にプログラム開発と理論計算を支援してもらい効率的に行なった。1.有機ELりん光材料の様々なイリジウム錯体について、電子励起状態を精密に計算し、光吸収・発光メカニズムの詳細な研究を行った。リガンドに用いられる共役分子の精密な理論分光を系統的に行った。2.多電子過程に有効なActive space法の解析的エネルギー微分法の開発を行い、CNC,C_2N,N_3,NCO等の開殻系3原子分子の励起状態の構造論や断熱励起エネルギーについて研究した。3.N_2O分子のO1s内殻励起スペクトルの温度効果を、精密な理論によるポテンシャル曲線と電子雲の広がり<γ^2>に基づいて明らかにした。内殻励起状態における構造変化を解析し、構造変化のメカニズムと励起状態の振動構造を解明した。また価電子励程では環境科学で重要であるハロエチレンの励起状態の精密な解析や励起状態と分子構造の相関を明らかにした。相対論に基づいて内殻電子過程を研究する方法を提案した。第3周期元素のK殻イオン化エネルギーに適用し、相対論効果が49eVあることを示した。

4.直接メタノール燃料電池の反応として重要であるメタノール酸化反応について研究し、O-H解離に引き続きメチル基のHが解離するメカニズムを提案した。また、銀表面についても検討を行い、アルデヒドの生成に有効である事を示した。本課題では、多電子過程や内殻電子過程などの様々な性質の励起状態や結合解離を高精度で記述することのできる新しい電子相関理論を開発し、様々な光電子過程に応用することを目的として研究を行った。21年度は主に下記の研究を行った。1.紫外線遮蔽の光化学:紫外線B領域を吸収するメトキシシナメートの光化学について研究した。様々な置換体について実験の吸収スペクトルを精度よく再現することに成功し、その電子構造からパラ置換体が有用であることを理論的に示した。さらに励起状態の局所安定構造からの発光や励起緩和の反応経路を検討することによって、パラ置換体が励起緩和においても有効であることを示した。2.カルボシランの特徴的な光物性:長鎖のシリコン化合物はサーモクロミックな性質を示し、その光物性は興味深い。テトラシラン、ヘキサシラン、オクタシラン、デカシランのσ共役による特徴的な光物性について研究を行い、鎖状カルボシラン化合物の光物性とコンフォメーションの相関を明らかにした。3.ヘテロ原子を含むキレート共役分子の電子構造と光学的性質:ヘテロ原子を含むキレート共役分子であるピリジン、ベンゾザゾール、ベンゾチアゾール誘導体は工業的に重要な化合物である。本研究では、13種類のピリジン、ベンゾザゾール、ベンゾチアゾール誘導体の電子構造と光学的性質を明らかにした。SAC-CI法は、実験スペクトルが報告されている6つの分子について吸収エネルギーは0.3eV,発光エネルギーについては0.1eVの誤差で再現した。
植物の塩ストレス耐性を向上させるための細胞表層デザイン

耐塩性植物の分子育種は、高浸透圧ストレスとNa^+毒性に対する抵抗性を高めることが必要である。本研究では、植物細胞のNa^+毒性を低減する、或いは細胞内の陽イオン恒常性を強化する手法として、Na^+やK^+を輸送する機能分子を利用した系の構築を目的とする。モデル細胞としてタバコ培養細胞(Nicotiana tabacum,BY2)、イオン輸送分子として高親和性K^+Na^+共輸送体(HKT)とNa^+排出ポンプ(Ena1)を用いる。1.K^+Na^+共輸送体をコードするHKT遺伝子を高発現させた酵母の増殖に対する培地中のK^+、Na^+濃度の影響を調べる実験、および各OsHKT分子を生成させたアフリカツメガエルの卵母細胞を用いた電気生理学的解析を行った。その結果、OsHKT2はK^+、Na^+の両イオンに対する輸送活性が認められたが、OsHKT1はNa^+輸送活性のみが検出された。興味深いことに、OsHKT1では、K^+輸送体分子間で高度に保存されているP-loop領域内のグリシン残基がセリンに置換されていた。2.植物の高発現プロモーターであるカリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターに酵母のNa^+排出ポンプ(P-type ATPase)をコードするENA1遺伝子を連結した融合遺伝子をBY2細胞へ導入した。ENA1遺伝子を発現している形質転換BY2細胞は120mM LiCl(疑似Na^+ストレス)を含む液体培地中で増殖可能であった。さらに、HA-tagを連結したEna1分子がBY2細胞内で細胞膜に局在していることを抗HA抗体を用いた観察によって確認した。
製品批評が生産者の認知地図に与える影響に関する実証研究

本研究の目的は、製品の批評家(以下、クリティクスと呼ぶ)の製品批評が(a)生産者の認知、(b)生産者の行動、(c)生産者の結果に影響を及ぼし、生産者の認知地図(Neisser 1976)を書き換えるという仮説を立て、検証することである。これまでの研究では、クリティクスがある種のジャンルの製品を批評するとき、その批評は市場の形成に影響を及ぼす(Zuckerman1999)ことが実証されている。また本研究の申請者(2017)も、異なる市場を対象にしながら、同様の結果を実証し、同様の結論を得ている。本研究ではこのようなクリティクスの影響に関する研究をベースにしながら、異なる市場を対象に、これまでの研究をすすめている。具体的に本研究の対象として、(研究の当初は欧州市場も念頭にしていたものの、米国市場のほうがより規模が大きく、世界の市場を包摂しているため)米国市場に進出し、米国のクリティクスから一定の評価を受けている国内の刃物製造業者の製品を対象に上述の仮説を検証している。さらに本研究を進める中で、海外市場に進出している国内の刃物製造業者の中でも、アウトドアナイフという欧米で発症した製品を対象にたほうがより本研究の価値を高めると考え、対象を限定しつつ、本研究をすすめてきた。上述の実績にもあるとおり、本研究の当初予定されていた研究対象である刃物産業(およびその産業の事業者)を、その中でもアウトドアナイフメーカーという研究対象を限定することにした。また研究の対象を欧州市場に進出している刃物産業から米国市場に進出しているアウトドアナイフメーカーというように変更し、さらに限定した。そのことによって、研究はより具体的で、実証的になりつつある。業態団体への聞き取りなども行い、情報を得やすい環境になっている。部分的にはアウトドアナイフ製品評価に関する海外の資料はすでに保有しているものの、その評価の実証方法に関して難航している側面はある。多様な手法を学習する中ですでに解決策を見出しつつある(その評価方法の検討に関して論文を執筆し、その成果を公表している)。そして部分的ではあるものの、このアウトドアナイフメーカーに関する本研究の成果を国際学会で発表を行い、今後も発表する予定である(つまりすでに論文を作成し、来年度に発表を許可されている)ことから徐々に成果を公開しつつあるという段階に到達しているのが現状である。今後は研究成果を精査しつつ、発展させながら、研究成果を査読論文として形で公開していくことが本研究の使命である。本研究では上述したように、本研究の成果を部分的に国際学会(2019 3rd Advanced Multidisciplinary Views on Sustainable Life & Business)等で公開している。その成果はすでに評価を受けていることから、これまでの研究の推進方策は間違っていないことが客観的に評価されたと言ってよいだろう。今後も国内の学会で1件と国際学会1件で発表する予定であり(つまりすでに論文を作成し、来年度に発表を許可されている)、また当初から念頭に置いていたANZAMおよび杭州の学会にて発表を計画していることから、徐々に成果を公開しつつあるまた部分的には研究が現在でも進行中のこともあり、データおよびデータ分析それ自体よりも、今後インタビューなどを行う中で、研究成果は研究者の間で共有されていることになる可能性は高い。すでにインタビュー先などは決まっており、すでにそのインタビューの許可も得ている。さらに本研究はアウトドアナイフに関するナイフメーカーの業界団体から強力なバックアップを得ることができた。それゆえにこの業界に対してさらなる調査をすることも可能であることから、本研究はこの研究と類似している対象を研究している研究者の間だけでなく、この業界にかかわる実務家へも意義のあるような研究にしていくことが今後の推進方向として付け加わっている。このことが当初の目標にはない、新たな研究の目標にもなっている。本研究の目的は、クリティクスの製品批評が(a)生産者の認知、(b)生産者の行動、(c)生産者の結果に影響を及ぼし、生産者の認知地図を書き換えるという仮説を立て、検証することである。本研究では、欧州市場に進出し、欧州のクリティクスから一定の評価を受けている国内の刃物製造業者の製品を対象に上述の仮説を検証する。平成29年度の計画は、第1に、アウトドアナイフの批評を掲載している海外専門誌“Knives: The World's Greatest Knife Book"などの海外雑誌の情報に基づき、海外のクリティクスによる国内アウトドアナイフ製造業者への評価を客観的に調査し、検討することであった。また同じアウトドアナイフの海外専門誌の情報に基づき、ドイツのゾーリンゲンやフランスのティエールなどの海外アウトドアナイフ製造業者と岐阜県関市を中心とした国内アウトドアナイフ製造業者の製品批評を比較し、評価結果の相違を調査し検討することであった。第2に、海外の専門誌でクリティクスから何らかの批評を受けている国内アウトドアナイフ製造業者が、海外のクリティクスから受ける組織的な影響の程度に焦点を当て、現在、実施しているアウトドアナイフ製造業者への聞き取り調査を実施することであった。第3に、関市のアウトドアナイフ製造業者(通称、ファクトリー・メーカー)だけでなく、より嗜好性の高い関市のカスタムナイフ・メーカーに対しても同様に、彼らが海外のクリティクスから組織的な影響を受ける程度に関して聞き取り調査を実施することであった。聞き取り調査が当初の計画どおりに進まなかった場合、岐阜県および関市の業界団体から紹介を受け、岐阜県内および関市市内のアウトドアナイフ製造業者にさらなる聞き取り調査を実施することを予定していた。平成29年度の計画はおおむね順調に進んでいると考えている。

特に製品評価に関する関連資料を1981年から2018年まで収集することが可能になったため、約40年間の製品評価の変遷を追跡することが可能になった。この研究の当初に予定していた約20年という計画の倍の期間にわたって資料を収集し。製品評価の変遷を調査することができるようになり、調査をより多角的にかつより深掘りすることが可能になった。このことが順調に進んでいる根拠である。資料の調査期間が長期に渡った分、アウトドアナイフ製造業者への聞き取り調査は上記の資料をもとに国内外の対象企業を選定し、その結果をもとに各企業へアプローチする企業数は少なかった。今後は、聞き取り調査を充実させるために、集中的に聞き取り調査を行いたい。長期に渡って行うよりも一定の期間に集中して行う方が研究上、費用上も効率的なため、この時期を注意深く検討している。本研究の目的は、製品の批評家(以下、クリティクスと呼ぶ)の製品批評が(a)生産者の認知、(b)生産者の行動、(c)生産者の結果に影響を及ぼし、生産者の認知地図(Neisser 1976)を書き換えるという仮説を立て、検証することである。これまでの研究では、クリティクスがある種のジャンルの製品を批評するとき、その批評は市場の形成に影響を及ぼす(Zuckerman1999)ことが実証されている。また本研究の申請者(2017)も、異なる市場を対象にしながら、同様の結果を実証し、同様の結論を得ている。本研究ではこのようなクリティクスの影響に関する研究をベースにしながら、異なる市場を対象に、これまでの研究をすすめている。具体的に本研究の対象として、(研究の当初は欧州市場も念頭にしていたものの、米国市場のほうがより規模が大きく、世界の市場を包摂しているため)米国市場に進出し、米国のクリティクスから一定の評価を受けている国内の刃物製造業者の製品を対象に上述の仮説を検証している。さらに本研究を進める中で、海外市場に進出している国内の刃物製造業者の中でも、アウトドアナイフという欧米で発症した製品を対象にたほうがより本研究の価値を高めると考え、対象を限定しつつ、本研究をすすめてきた。上述の実績にもあるとおり、本研究の当初予定されていた研究対象である刃物産業(およびその産業の事業者)を、その中でもアウトドアナイフメーカーという研究対象を限定することにした。また研究の対象を欧州市場に進出している刃物産業から米国市場に進出しているアウトドアナイフメーカーというように変更し、さらに限定した。そのことによって、研究はより具体的で、実証的になりつつある。業態団体への聞き取りなども行い、情報を得やすい環境になっている。部分的にはアウトドアナイフ製品評価に関する海外の資料はすでに保有しているものの、その評価の実証方法に関して難航している側面はある。多様な手法を学習する中ですでに解決策を見出しつつある(その評価方法の検討に関して論文を執筆し、その成果を公表している)。
パ-キンソン病に対する神経移植による治療

平成2年度から3年度にかけて、実験的パ-キンソン病に対する頚部交感神経節の脳内移植の効果と安全性について研究した。平成2年度はサルにパ-キンソン病を引き起こすMPTPを投与した後、自家頸部交感神経節を尾状核に移植し行動の変化を検討した。MPTPを静脈内投与するとサルは無動・筋固縮を主体としたパ-キンソン徴候を示した。MPTP投与で運動量が減少した7匹のサルに神経節を移植したところ、6匹のサルは2週目頃から運動量が増加し、筋固縮も減退した。移植後4週目には運動はほぼ正常化し筋固縮も消失した。しかし移植を受けなかったサル(2匹)や神経節代わりに筋肉片の移植を受けたサル(1匹)は症状の改善を示さず死亡した。カテコラミン組織蛍光法による移植部の観察では、症状の改善を示した6匹のサル脳内で移植神経節細胞はよく生着し、多くのカテコラミン線維を脳内に送り込んでいた。平成3年度は移植の長期的効果と、症状改善の機序について検討した。移植後症状の改善を示したサルは、その後もパ-キンソン症状の再発を示さず、また異常行動や痙攣等重篤な副作用を示さなかかった。移植された神経節細胞も2年以上脳内で生存していることが組織蛍光法で確認された。移植による症状改善の機序を知る目的で、、脳脊髄液中のド-パミン代謝産物であるホモバニリン酸(HVA)濃度を高速液体クロマトグラフィ-で測定した。MPTP投与後、無動を示したサル脳脊髄液中HVA濃度は徐々に減少したが、移植後一旦急激に上昇し、再び減少した。その後症状の改善が観察される4週目には再びHVA濃度は上昇した。このことは移植された交感神経節細胞からド-パミンが脳内に放出され、症状の改善につながったことを示唆している。以上の実験結果は頸部交感神経節の脳内移植はパ-キンソン病に有効で、なおかつ安全であることを証明し、本移植法が臨床応用可能である事を示唆している。本年度は10頭のサルにMPTPを投与し実験的パ-キンソン病を作製して移植による効果を検討した。MPTP(0.1mg/kg)の静脈内投与をくり返し総量が13mg/kgに達するとサルは筋固縮無動を中心としたパ-キンソン徴候を示した。この時点で7頭のサルに交感神経節を尾状核に自家移植した。1頭のサルには神経節の代りに筋肉片を尾状核に移植し、2頭のサルには移植せず対照群とした。移植前後の運動量の変化を我々の考案したテレメトリ-法で数値化し、移植片の生着はカテコラミン組織蛍光法にて観察した。神経節の移植を受けたサル7頭中6頭は移植後12週目から運動量が増加し、筋固縮も減退した。移植後4週で運動量は正常化し筋固縮も消褪した。しかし、7頭中1頭のサルは移植後一過性の改善を示したがその後再び悪化し強いパ-キンソン徴候を示した。移植を受けなかったサルや、筋肉片の移植を受けたサルは症状の改善を示さなかった。カテコラミン組織蛍光法による移植部の観察では症状の改善を示したサル脳内で神経細胞は生着し多数の線維を脳内に送っていた。

この脳内への伸長線維は末梢性カテコラミン線維の特長を失ない、細くて小さなvaricosityを有する中枢性カテコラミン線維へと変化していた。神経節の移植にもかかわらず症状の改善を示さなかったサルでは移植片が脳梁近傍で観察された。また筋肉片の移植を受けたサル尾状核では宿主脳カテコラミン線維の再生発芽は観察されなかった。以上の結果から実験的パ-キンソン病に対し自家交感神経節の脳内移植が有効であることが示された。今後、神経節移植による症状改善の機序を生化学的側面から検討する予定である。なお本年度の結果は国際学会(Neural Regulation and Transplantation Singapore)、日本神経学会総会、日本脳神経外科学会総会、神経再生変性移植研究会において発表した。発表論文は別紙の通りである。平成2年度、本研究者はサルにMPTPを投与し、実験的パ-キンソン病を作製した後、自家交感神経節を脳内移植してパ-キンソン症状の改善の得られることを実験的に証明した。今年度は1)移植されたサルの長期的観察、2)移植による症状改善の機序の検討を行った。まず移植による症状改善の持続性、移植片の長期生着、移植手術の安全性を検討するため、平成2年度に移植したサル3匹の長期観察を行った。交感神経節の移植により改善を示した3匹のサルではパ-キンソン症状はそのまま消失して行動は正常に回復した。この回復はその後再び悪化することなく2年間持続した。異常行動・痙攣等の重篤な副作用も全く認めなかった。移植2年後に潅流固定し移植片の生着を組織蛍光法で観察すると、移植片は宿主尾状核に生着し、多くのカテコラミン線維も移植片中に観察された。しかし宿主脳内ド-パミン線維の再生像は観察されなかった。この事実は移植された神経節細胞は長期間脳内に生存してド-パミンを宿主脳に放出し続けパ-キンソン症状を改善させていることを示している。また移植効果の機序を喜る目的で移植片からド-パミンが宿主脳内に放出されているかどうかを、脳脊髄液中のド-パミン代謝産物であるホモバニリン酸(HVA)濃度を高速液体クロマトグラフィ-にて測定した。MPTP投与後無動を示すサル脳脊髄液中HVA濃度は徐々に減少を示した。交感神経節の移植によりHVA濃度は急激に増加を示し、一旦減少した後、自発運動の改善とともに増加を示した。この事実は移植された交感神経節からド-パミンが放出された事を示している。以上の動物実験の結果は頸部交感神計節の脳内移植はパ-キンソン病に有効で、なおかつ安全であることを証明し、臨床応用可能である事を示唆している。
視覚・言語情報を統合処理するニューラルネットワークに関する研究

平成30年度の課題は、「視覚・言語情報を統合処理するニューラルネットワークの完成」である。より細かい目標設定としては、「自然言語を生成できるニューラルネットワークの開発」と「ネットワーク全体での調整」であった。本年度は、特に前者の自然言語処理研究に力を入れた。具体的には、転移学習を用いた階層型潜在変数付きエンコーダ・デコーダによる自動相談システムの構築を行い、文脈を考慮した会話文の自動生成を可能とした。これは、Latent Variable Hierarchical Recurrent Encoder-Decoder(VHRED)というモデルを利用し、これに転移学習を用いて会話の流れの考慮を可能とした自動相談システムとなっている。機械学習ベースの対話システムの作成においては、Sequence to Sequence(Seq2Seq)モデルが注目を集めている.しかし、Seq2Seqには1ペアの対話を学習しているために会話の流れを考慮できない。したがって、同じ入力からは同じ出力しか得られないという欠点があった。この問題点を低減するために提案されたのがVHREDである。しかしこれを学習させるために必要な対話ターン数の長い日本語コーパスは、少量しか存在しないという問題があった。そこでVHREDに転移学習を適用した手法を提案した。具体的には、VHREDのEncoder層とDecoder層をTwitterから得た大量の対話ペアを用いて学習する。そして、その他の層を会話の流れを反映するための対話ターン数の長いコーパスで学習する。この学習方法により、少量のコーパスでもVHREDを学習させることが可能となった。評価実験では、転移学習を行わないVHREDと比較して主観評価を行った。結果として、話の流れの自然さや応答文の多様性の項目において提案手法の有効性が示された。視覚情報処理は、世界的にも深層学習の研究により比較的進んでいる分野である。一方、自然言語処理の分野においては、自然な会話文の生成は非常に困難であった。本年度は、Latent Variable Hierarchical Recurrent Encoder-Decoder(VHRED)という新しいモデルを利用し、これに転移学習を用いて会話の流れの考慮を可能とした会話(自動相談)システムの構築に成功した。転移学習により、深層学習において必要とされる膨大な学習データへの対応が可能となったこと、ならびに、これまで困難であった文脈を考慮した会話が可能になったことが大きな研究成果である。平成31年度においては、これまで大きな進展のあった研究を発展させると同時に、それらの統合を目標とする。具体的には、ニューラルネットワーク研究における視覚情報と言語情報の有機的統合処理機構の開発である。平成29年度の研究成果である、画像を感性語を用いて説明するキャプション生成システムと平成30年度の研究成果である、流れを考慮できる自動会話システムとの統合をめざす。それぞれ基礎研究としての発展は大きいが、応用システムとしての統合には斬新なアイデアが必要とされると考えられる。第二の課題は、知識を扱うことのできるニューラルネットワークの構築である。知識表現の代表例として意味ネットワークがある。これは事象の連想関係を、ローカル表現を用いたネットワークにより表現する方法であり、概念の類似性を扱うことができない。そこで、単語の分散表現とRestricted Boltzmann Machine(RBM)を用いて新しい意味ネットワークの構築を行った。具体的には、以下の2つの研究を行った。まず連想メモリとしての改良である。既存のRBM連想メモリでは自己連想記憶にしか対応していない。そこでネットワークに新たにミドル層を追加することで、双方向の相互連想、及び1対多の想起が可能な連想メモリとした。二つ目は、分散表現された単語を扱えるようにする研究である。提案ネットワークでは単語の分散表現を用いて単語同士の関係性の学習を行う。これにより単語をベクトル情報で保持するため、従来の知識表現では対応できなかった未知語への対応が可能になった。CNN (Convolutional Neural Network)をベースとした視覚情報処理ニューラルネットワークの構築に関しては、特性的には必ずしも十分な結果は得られていないが、初年度であり、今後さらに改良を加えて行く予定である。第二の知識を扱うことのできるニューラルネットワークの構築に関しては、予想を超えた成果を得ることができた。具体的には、単語の分散表現とRestricted Boltzmann Machine(RBM)をもとにした新しい連想メモリを構築することができた。さらに、相互連想記憶能力と雑音耐性能力、記憶容量、及び1対多の想起能力に関しての特性評価実験により、満足の行くデータが得られている。平成29年度における課題は「統合的処理による入力画像からの物体に関する常識の自動獲得」である。本年度は、自然言語処理研究と画像処理研究を組み合わせ、画像を感性豊かに説明するキャプション生成に取り組んだ。具体的には単語の分散表現と画像特徴を活用したシステムを構築した。提案システムには、以下の2点の特長がある。第一に、物体の感性語を推定する際、画像特徴だけでなく物体の名詞情報も活用した点である。既存研究では画像特徴のみを用いて感性語の推定を行っていた。提案システムでは、CNN (Convolutional Neural Network)を用いて抽出した画像特徴とword2vecで分散表現に変換した名詞情報を入力とし、感性語を推定するニューラルネットワークを構築することでより正確に感性語を推定する。第二に、表現力の高い感性語を生成するための感性語変換機構を構築した点である。表現力の高い感性語は複数の感性語のニュアンスの組み合わせで決定するという仮定のもと、word2vecを活用し、複数の感性語をより表現力の高い感性語に変換する。評価実験では、3種類の実験を行った。まず、名詞情報を活用した感性

語推定部の評価を行った。結果として、画像特徴のみを利用したシステムと比較して高い正解率で感性語が推定できることが確認された。次に、生成したキャプションの定量的評価実験と主観評価実験を行った。定量的評価実験では、3つの指標を用いてキャプションを評価し、既存の感性語を付与したキャプション生成システムを上回る結果になった。主観評価実験では、提案システムによって、多様な感性語を付与した表現力の高い画像キャプションが生成可能であることが示唆された。本年度は、自然言語処理研究と画像処理研究を組み合わせ、画像を感性語を用いて説明するキャプション生成システムの構築に成功した。まず、単語をベクトルで表現するword2vecの手法を利用することにより、単語の類似性の考慮が可能となった。これを画像特徴量と結び付けてキャプションの自動生成に成功した。研究計画時においては、感性情報の考慮は極めて困難と考えていたが、最新の自然言語処理とニューラルネットワークの技術をうまく融合することにより可能となった。生成されるのはキャプションであり、正確には文章にはなっていないが、視覚・言語情報を統合的に扱うことのできるニューラルネットワークの構築という意味で、非常に大きな進展をあげることができた。平成30年度の課題は、「視覚・言語情報を統合処理するニューラルネットワークの完成」である。より細かい目標設定としては、「自然言語を生成できるニューラルネットワークの開発」と「ネットワーク全体での調整」であった。本年度は、特に前者の自然言語処理研究に力を入れた。具体的には、転移学習を用いた階層型潜在変数付きエンコーダ・デコーダによる自動相談システムの構築を行い、文脈を考慮した会話文の自動生成を可能とした。これは、Latent Variable Hierarchical Recurrent Encoder-Decoder(VHRED)というモデルを利用し、これに転移学習を用いて会話の流れの考慮を可能とした自動相談システムとなっている。機械学習ベースの対話システムの作成においては、Sequence to Sequence(Seq2Seq)モデルが注目を集めている.しかし、Seq2Seqには1ペアの対話を学習しているために会話の流れを考慮できない。したがって、同じ入力からは同じ出力しか得られないという欠点があった。この問題点を低減するために提案されたのがVHREDである。しかしこれを学習させるために必要な対話ターン数の長い日本語コーパスは、少量しか存在しないという問題があった。