hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋電制御電動肘装具の開発研究 -脊髄、神経根、腕神経叢麻痺による肘関節自動屈曲不能に対して-

軸索変性型麻痺による肘屈曲不能のために手指を有効に使うことができない症例に対する生活福祉機器として、微弱な上腕二頭筋筋電位によって制御される電動肘装具の開発を行った。装具の小型・軽量化を重視した駆動機構・駆動モータの選択により、モータは日本サーボ社製DME44SA-12V、減速器は駆動トルクの要求から比較的小型の半標準部品であるハーモニックドライブ社製CSF-11-30-2AR(減速比率1/10)を用いた。これを肘継手付き肘関節支持装具に取り付けた。制御回路には、プログラム開発が容易なC言語を使用できることと、開発の途中経過から多少のI/O追加が容易であることを基準にイエローソフト社製H8開発キットを選択した。制御プログラムには、筋電-補助力変換に簡易ルチーンを組み込みんだ。試作した筋電制御電動肘装具において最も大きな課題は、モーターを駆動させるトリガとしての筋電信号を外来ノイズと分別して計測することである。そこで、筋電アンプ回路に以下の改良を行った:(1)センサーと初段アンプ部分を極力近づけ、配線の移動が起きないプリント基板にした(2)使用するセンサーをケーブルタイプからいわゆるディスポ電極に変更した(3)2種類のフィルター(60Hzノッチリジェクトと1kHz以上の信号カット)を追加した。改良した筋電アンプを用いて筋電制御電動肘装具を作動させると以下のことが明らかとなった:(1)安定状態では増幅率2000倍でも筋電信号の計測は可能(2)しかし時に60Hzの外来ノイズが混入し、このノイズレベルは人体が触れる物によって異なる(3)モーター由来のノイズは制御回路の電源をモータ電源と分離することにより解決された。従って60Hzの外来ノイズ対策に課題が残っているが、筋電制御電動肘装具としての基本機能はほぼ実現された。筋電制御電動肘装具の開発の経過を次ぎの3項目に分けて述べる。1.筋電位検出アンプの開発2.駆動モータの選定3.筋電位-補助力変換アルゴリズム・制御プログラムの開発1.筋電位検出に際して外来ノイズの影響が大きく、特に、人体が金属製のテーブルなどに触れたときに大きなノイズが混入するため、回路全体を絶縁し、ノイズフィルターを使用し、バッテリー駆動で、増幅率1000-10000倍の筋電位検出アンプを開発した。2.残留トルクと発生トルクの割合が比較的大きく(患者に対する負担が少ない)、駆動のために必要な制御回路が比較的小型で済む直流モータを選択した。機種選択に際しては、入手性と減速器を含めた重量とのバランスから選択した。そして、この駆動モータを両側支柱付き肘関節動的支持装具に取り付けた。3.実際に上記の駆動モータ付き肘関節装具を人に装着してもちい、適切な補助力の強さ、適切な応答速度について分離して検討した。まず、疑似筋電信号入出力ユニットを製作し、補助力の強さに対応させる疑似筋電信号のパラメータについては、10msの平均電位と10msの最大電位について実験したが使用感に著しい差はなかった。応答速度については、速度が一定の場合にはぎくしゃくした動きとなり、これに対し、動きの開始と終末時に適度なスロープ(傾き)をつけるか、全体の動きを固定値まで一定のスロープで漸増させるようにすると使用感が改善された。今後、これらの方式の細部を微調整する必要がある。前年度に試作した筋電制御電動肘装具において最も大きな課題は、モーターを駆動させるトリガーとしての筋電信号を外来ノイズと分別して計測することである。患者の小さな筋電信号を安定して計測することを目指して筋電アンプ回路の実験機を試作した。従来の回路に対する変更点は:

(1)センサーと初段アンプ部分を極力近づけ、配線の移動が起きないプリント基板に変した(2)使用するセンサーをケーブルタイプからいわゆるディスポ電極に変更した(3)2種類のフィルター(60Hzノッチリジェクトと1kHz以上の信号カット)を追加した。改良した筋電アンプを用いて筋電制御電動肘装具を作動させると以下のことが明らかとなった:(1)安定状態では増幅率2000倍でも筋電信号の計測は可能(2)しかし時に60Hzの外来ノイズが混入し、このノイズレベルは人体が触れる物によって異なる(3)モーター由来のノイズも混入するが、このノイズは制御回路の電源をモータ電源、と分離することにより問題のないノイズレベルになり、DCモーターからブラシレスモーターや超音波モーターに交換すればさらに小さくなる(4)周囲の電源ラインの変動をノイズとして拾うため、消費電力が大きな機械の電源、ON/OFFの瞬間にパルス状ノイズが混入するが実用状は問題とならない。従って、60Hzの外来ノイズ対策が最も重要で、このノイズために実験でも支障を来すケースがあった。現時点ではその対策として次ぎの2通りを考えている:(1)周波数成分によりノイズを分離する(2)特定周波数領域のみ削除する。以上のような課題が残っているが、筋電制御電動肘装具としての基本機能はほぼ実現された。
みさと天文台と連携した総合的な理科教育

研究実施計画の中心である「学生教育用電波望遠鏡の再生」が完了した(2006年度の天文学会年会での発表に関する次のHPを参照http://www.astroarts.co.jp/news/2006/03/27asj/index-j.shtml)。すなわち、野辺山観測所で1994年に運用を終了し1998年に和歌山県のみさと天文台に移設・展示されていた口径8mの太陽電波望遠鏡を、波長21cmの水素原子(HIエイチワン)輝線観測用の望遠鏡として改修し、教育用の電波望遠鏡として再生させるプロジェクトが成功し、受信システムの接続と調整を行い実際の運用段階に進んでいる。以上の研究成果は、2007年春の日本天文学会(「学生による2m電波望遠鏡の製作と高校での教育実践」「野辺山動スペクトル計のHI望遠鏡への改修とその初期成果」尾久土、富田、石塚、他)および2007年春の日本物理学会「公開天文台と連携した科学教育」石塚、尾久土、富田、他)において発表している。17年度研究実施計画の中心である「学生教育用電波望遠鏡の再生」について、ハード面の準備が整った(2006年度の天文学会年会での発表に関する次のHPを参照http://www.astroarts.cojp/news/2006/03/27asj/index-j.shtml)。すなわち、野辺山観測所で1994年に運用を終了し、1998年に和歌山県のみさと天文台に移設、展示されていた口径8mの太陽電波望遠鏡を、波長21cmの水素原子(HIエイチワン)輝線観測用の望遠鏡として改修し、教育用の電波望遠鏡として再生させるプロジェクトであるが、'受信システムの接続と調整が済み次第、実際の運用に入れる段階にまで進んでいる。またソフト面でも、和歌山大学生涯学習センターに、教員の組織としての「宇宙教育研究ネットワーク」を立ち上げ(次のHPを参照http://www.wakayama-u.acjp/okyudo/NewEar/)、17年度研究実施計画の「天文教育デジタルコンテンツの開発とその活用」を効果的に行うために、みさと天文台との連携を強めている。平成17年12月12日には、和歌山大学学生自主創造科学センターと協力して、科学コミュニケーションシンポジウムを開催した(次のHPを参照http://www.crea.wakayama-u.ac.jp/symposium/2005/200512.html)。
魚類の卵黄球および油球形成機構の解明

本研究は魚類の卵黄の主成分である「卵黄球」と「油球」の形成機構を解明しようとするものである。本研究の成果として、卵黄球の由来であるビテロジェニンの性状、並びに油球の由来となるリポ蛋白質群の性状が明らかになると共に、これら成分に対する受容体群(リポ蛋白質受容体)に関して多くの新知見が得られ、魚類卵黄成分の形成に関する複雑な新規モデルを構築し提唱するに至った。これらの成果は、今後、様々な増養殖対象魚の卵成長促進や卵質改善の手掛かりとなることが期待される。魚類の卵構成成分の合成や蓄積は卵質を左右する重要な過程と考えられるが、この過程の詳細および制御機構については未解明な点が多い。本研究は魚類卵細胞内の主要成分である「卵黄球」と「油球」の形成機構を明らかにすることを目的とし、以下の知見を得た。1.カットスロートトラウトの卵黄前駆体(ビテロジェニン:Vg)の受容体(VgR)を酵母two hybrid(Y2H)システムにおけるベイト(餌)ベクターに組込み、一方、同魚種の肝臓試料よりプレイ(捕食)ベクターライブラリーを作製した結果、VgRリガンドの網羅的スクリーニングが可能となった。2.ヌタウナギVgのプロモーター領域解析を修了し、一方、同種の卵発達に伴うVg遺伝子の動態や、同遺伝子の発現に関与するエストロジェン受容体遺伝子発現のクローニングを行った。同成果は原始的な卵生脊椎動物におけるVg合成調節機構を理解する一端となった。3.スズキ科魚類の卵巣を用いた網羅的トランスクリプトーム解析の成果(Reading,Hiramatsu & Sullivan,未発表共同研究)を基に、カットスロートトラウトの卵巣より、Vgの代謝に関与すると予想される新規なリポ蛋白質受容体のクローニングに成功した他、その予備的な発現解析を行った結果、同受容体は卵母細胞に特異的に発現していることが明らかとなった。以上、本年度の成果により、網羅的なプロテオーム解析によるリポ蛋白質受容体のリガンド探索を行うために必要な初期ツールが作製され、卵黄球と油球の由来(即ち受容体と結合するリガンド)について解析を進める基盤ができた。一方、これまで知見の少ない原始的な卵生脊椎動物(円口類)のVgとそのプロモーター領域に関する知見が深化され、同動物種と魚類のVg合成調節機構における相違点が明らかとなった。また、卵黄球あるいは油球形成に関与する可能性が極めて高い新規受容体も発見した。本成果は魚類における多様な卵黄および油球形成機構を解明するための基礎知見を提供したものとして意義深い。魚類の卵構成成分の合成や蓄積は卵質を左右する重要な過程であるが、この詳細・制御機構については未解明な点が多い。本研究は魚卵成分である「卵黄球」と「油球」の形成機構の解明を目的とした。1.カットスロートトラウトの卵黄前駆体(ビテロジェニン:Vg)の受容体(VgR)を酵母two hybrid (Y2H)システムにおけるベイトベクターに組み込み、一方、同魚種の肝臓試料よりプレイベクターライブラリーを作製し、これら酵母株のメイティングを行い、VgRリガンドの網羅的スクリーニングを行った結果、Vg等の既知リガンド配列は得られなかった。2.トラウトからVg cDNAをクローニングし、これらのプロモーター領域解析を修了した。一方、トラザメVgの完全長cDNAのクローニングも終了した。3.マダイの低密度リポ蛋白質受容体(LDLR)のクローニングを完了した。一方、トラウトのVgRおよびLDLRの組み換え蛋白質を作製し、抗体(a-VgR及びa-LDLR)を作製した。また、本種の卵巣由来の細胞膜画分において、a-VgRは105kDa、a-LDLRは230kDaの蛋白質バンドを検出した。両受容体は卵母細胞質中で強く発現した後、徐々に卵母細胞膜周辺に移行し、油球期にその局在を卵母細胞膜上に移す様子が観察された。本年度の成果により、Y2H解析によるリポ蛋白質受容体の網羅的なリガンド探索が行われたものの、Y2Hシステムの適合性に疑問が生じた。そのため同システムの適用を中止し、新規アプローチを行う判断に至った。また、これまで知見の少ないサメやサケマス類のVgやそのプロモーター領域に関する知見が深化され、一方、受容体蛋白質の卵巣内局在が卵生脊椎動物で初めて明らかになった。本成果は魚類の多様な卵黄および油球形成機構を解明するための基礎知見を提供した。魚類の卵構成成分の合成や蓄積は卵質を左右する重要な過程であるが、その詳細および制御機構については未解明な点が多い。本研究は魚卵成分である「卵黄球」と「油球」の形成機構を明らかにすることを目的とした。

1.哺乳類細胞及び魚類細胞を用いて、マガレイのビテロジェニン受容体(VgR)の組み換え蛋白質発現を試みた結果、前者ではVgRは発現したもののVg結合性は確認できず、後者ではVgR発現が確認できなかった。また、哺乳類細胞を用いて、カットスロートトラウトのVgRを、同受容体の機能化に重要と考えられるシャペロン候補と共発現したが、発現したVgRにVg結合性はなかった。2.カットスロートトラウトの卵巣からクローニングされた新規リポ蛋白質受容体(LR13+1)について、卵巣における遺伝子発現及び蛋白発現性状を解析した結果、VgRとほぼ同様であることを確認した。3.ドジョウVgサブタイプの複数性について新たな知見を得た。チョウザメより2種Vgの完全長cDNAクローニングを完了した。また、ヌタウナギVgのプロモーターアッセイを完了した。4.カットスロートトラウトの血漿アポリポ蛋白質成分の一部をLC-MS/MS解析により同定した。一方、本種リポ蛋白質の脂質部位・蛋白部位に異なる蛍光標識を施し、ゼブラフィッシュに投与したところ、両部位に由来する蛍光が卵母細胞内に確認された。本年度の成果により、魚類VgRのリガンド結合機能獲得に関連する未知因子の存在が示唆された。また、新規リポ蛋白質受容体を含む複数の受容体がVgの卵母細胞への取り込みに関与すると考えられた。魚類・円口類のVgやその合成機構の多様性に関する知見が深化された。更に魚卵の油球形成に関与する因子群について新規知見を得た他、魚種による油球形成機構の相違も明らかになった。本成果は魚類の多様な卵黄・油球形成機構を解明するための基礎知見を提供した。魚類の卵構成成分の合成や蓄積は卵質を左右する重要な過程であるが、未解明な点が多い。本研究は魚卵成分である「卵黄球」と「油球」形成機構の解明を目的とした。1)種々のシステム(大腸菌発現系・昆虫細胞発現系・哺乳類細胞発現系)を用いて、卵黄前駆体ビテロジェニン(Vg)の受容体(VgR)について組換え蛋白を作製した。2)作製した組換えVgRの機能解析を行った結果、リガンドであるVgとの結合は確認できなかった。3)原始的硬骨魚チョウザメのVg遺伝子のクローニングを行い少なくとも2種のVg配列を得た。また、原始的脊椎動物ヌタウナギの2種エストロジェン受容体(ER)のクローニングと機能解析を行った結果、ヌタウナギERはエストロジェン結合性を示すものの、その発現動態は卵成長と関連しなかった。4)サケ科魚類を用いて、卵巣のVg結合性蛋白質(Vg受容体)の検出と同定を行った結果、少なくとも3種の受容体抗体陽性蛋白質とVg結合性蛋白質が一致する可能性が示唆された。5)マダイ・ヨウジウオの卵巣を用いて、2種のリポタンパク質受容体の免疫染色を行い、卵発達に伴う局在を明らかにした。6)サケ科魚類を用いて、血漿リポ蛋白質の分離を行った。また、蛍光標識した血漿リポ蛋白質の培養卵濾胞への取込み試験を行った結果、各種リポ蛋白質の脂質部分のみが卵母細胞内へ取り込まれることが明らかになった。更に血漿アポリポ蛋白質(ApoE)を免疫生化学的に同定した。本年度の成果により、卵黄球前駆体であるVg蛋白質の卵母細胞内への取込みには複数のリポ蛋白質受容体が関与することが示唆された。また、原始脊椎動物の卵黄形成機構の解明に向けて多くの基礎知見が得られた。さらに油球形成の主要経路として、血漿リポ蛋白質の脂質部分が取り込まれることが初めて可視化された他、リガンドとなる構成アポリポ蛋白質の一部同定が進んだ。
深層学習と次元削減技術を用いた環境変化にロバストな植物病自動診断システムの開発

本年度は、本申請課題に関連した研究成果として、原著論文2件、国際会議論文3件、国内発表5件を挙げた。我々は頑健な植物病自動診断システム開発のために、これまで協力をいただいていた埼玉県を含む24府県の農業試験場と連携し、信頼できる教師ラベル(病気名)つきの画像データを提供してもらい解析を行っている。本年度は、きゅうり、トマト、ナス、イチゴの4作物の主に葉画像を元にした病害識別器を構築した。症例数の蓄積の大きいきゅうり(約5万枚)については13の病気、11種の複合感染を含む25種識別において平均95.5%の診断精度を達成した。植物の複合感染の自動診断は世界初の成果であり、複合感染のみについても平均8割以上の診断精度を達成した。後者3作物は利用できる画像数が限られていた(2000枚)ため、診断できる病気の数に限りがあるが、頑健性を高めるための独自の工夫を導入することで、それぞれ9割程度の診断精度を達成した。また、より実践的な植物病自動診断の仕組み実現のため、広域圃場での複数の診断対象に対する一括診断手法についても開発し、この成果は国際会議ISCIA2018でBest paperawardを受賞した。さらに、広域撮影時には遠方にある植物の解像度は低下して、これらの診断精度は低下する。我々は、敵対的生成ネットワークを応用し、解像度低下を補う深層学習に基づく超解像技術を開発した。提案手法は、1/16まで解像度が劣化した写真から、16倍の超解像を施しても、人間の目では区別がつかない程度の復元が可能で、この手法を利用するにより、6割強であった低解像度の植物の診断精度を9割程度まで大幅に高めることに成功した。これらは今後の農業自動化において極めて有用な手法であり、また上記の過程で、頑健な識別器構築のためのデータの低次元表現獲得や、注目領域の抽出の必要性など多くの知見と成果を得た。平成30年度は、昨年度目標に挙げた5つの内容<(1)きゅうり:ウイルス病以外の菌類などの病気を含めた高精度な識別器の構築、他の作物(トマト、ナス、イチゴ)に対する識別器の構築も、画像の収集状況に合わせて先行実施(2)識別根拠の提示(3)前処理による頑健性向上(4)広角画像からの自動診断(5)共感染(複数の病気の感染)に対する診断を実現するだけではなく、研究の過程で今後、実用的なシステムを構築する上で重要になる新しい課題の発見(例:広域一括診断時の解像度低下、画像の多様性による過学習)とそれに向けた解決手法に対して成果(高品質な超解像技術、多様な頑健性を高める手法の開発)が得られたため、予想以上に進んでいると判断できる。また、得られた成果の一般公開のためのwebベースの植物病自動診断システムの試作も進めており、共同研究者内で共有しはじめられている。本研究では、信頼できる教師データ(画像と対になる病気名のラベル)が極めて重要であり、協力いただいている24府県の方々と、画像の撮影、管理について綿密な議論を行っている。現在、診断は、病気の種類が比較的多い葉を基にしているが、(1)実や全体像を用いないと識別できない病気も多数存在するため、これらについての診断技術の開発を行う。また、得られた成果をフィードバックする仕組みとして、(2)得られた診断技術をweb経由で利用してもらえるwebベースの植物病自動診断システムをより進める。技術面では、過学習抑制が引き続き重要となる。病気固有の特徴は微細であり、画像の背景などに比べると占める面積、変化が一般的に極めて小さい。それゆえ、結果は入力される画像の背景に大きく影響を受け、学習画像数が限られている場合は過学習を容易に引き起こす。特に診断対象が多様になる場合深刻になる。これらの根本的解決のために、(3)解析対象となる注目領域のみの検出を行う独自手法の開発を行う。また、自動診断で重要な要素は早期発見である。(4)初期症状と健全の高精度の診断も併せて実現する。植物、特に野菜や果実の病気を、高精度で、かつ簡単に診断できるシステムを開発するために、主に埼玉県農業技術研究センターの協力の下、一般的なデジタルカメラにおいて実際の環境下で撮影されたキュウリの葉画像を利用した深層学習器の構築を目指した研究を行った。実際の圃場で撮影される画像は、多様な背景や撮影状況の違いから頑健性の高いシステム構築が必要となる。本年は以下のような成果が得られた。(1)画像認識分野で極めて大きな成果を実現しているconvolutional neuralnetwork(CNN)を、100万枚を超える大規模な異なる画像データセットで学習させた後、キュウリの診断を行う本来の学習を行う「転移学習」の枠組み、ならびにその他の頑健性を高める手法を用いることで、キュウリに対する主要なウイルス病全てに対して、圃場で撮影された画像に対して目標を上回る平均9割程度の識別精度を確認できた。この成果については現在論文投稿中である。(2)利用者に対して信頼性の高い識別器構築のため、識別根拠の可視化を検討した。べと病など病変が局所的に発生する病気に対して、意義のある診断根拠の提示が可能であることを確認した。(3)上記解析により、本来病気とは関係ない背景に診断根拠の部位が見られる例が少なくない数見られた。このことは識別器の過学習を意味しており、背景部分をマスク処理することで頑健性の向上が図れることを確認した。

(4)来年度以降、より広範囲な自動診断のため、定点観測カメラなどから撮影された画像から解析対象となる葉領域抽出する深層学習を利用した手法を構築し、精度80.8%,再現度75.3%、検出スピード2.0fpsの手法を実現した。(5)将来の複数の病気に同時に感染した場合に対する識別アルゴリズムの検討を行った。これらに関連し、国際会議論文1編、国内学会発表5件を行った。29年度の主たる目標は、圃場などで撮影された実環境に近い状況の植物画像に対する頑健な識別器の構築であり、転移学習を用いる手法に様々な改良を加えることで、当初計画していた、過学習抑制のための「解析対象の低次元表現」についての開発・検討を行わなくても数値目標を達成することができた(上記成果1)。また、良好な計画の進捗により、当初の計画に含まれていなかった識別根拠の提示(同2、3)や、広域画像からの病気の検出(同4)、複数種類の感染の試み(同5)など、より実践的な成果につながる研究も開始でき、成果が出始めた。また、研究計画を前倒しして解析できる作物の種類を増やすべく、そしてより多くの、かつ多様な学習用データを獲得するために、4作物(きゅうり、トマト、ナス、イチゴ)について、これまで大変お世話になってきている埼玉県を含めて計24府県からデータ提供をしていただけることが決まった。これまでに、こうした府県の担当者の方々とどのような病気を対象にすべきか、写真を撮影すべきかなどの議論を重ねてきた。キュウリの場合、葉の領域での解析で多くの病気の診断が可能となったが、他の作物は他の部位の解析が必要となる病気も多い。特に株全体を解析しないと診断が行えない病気に対しては、植物の状況や、背景の状況のバラエティが遥かに増大し、撮影の方法も様々となる。このため今後、農学的な知見を活かした効果的なより多くの学習データの獲得ならびに、工学的見地から頑健な識別アルゴリズムの開発が必要となる。本年度は、本申請課題に関連した研究成果として、原著論文2件、国際会議論文3件、国内発表5件を挙げた。我々は頑健な植物病自動診断システム開発のために、これまで協力をいただいていた埼玉県を含む24府県の農業試験場と連携し、信頼できる教師ラベル(病気名)つきの画像データを提供してもらい解析を行っている。本年度は、きゅうり、トマト、ナス、イチゴの4作物の主に葉画像を元にした病害識別器を構築した。症例数の蓄積の大きいきゅうり(約5万枚)については13の病気、11種の複合感染を含む25種識別において平均95.5%の診断精度を達成した。植物の複合感染の自動診断は世界初の成果であり、複合感染のみについても平均8割以上の診断精度を達成した。後者3作物は利用できる画像数が限られていた(2000枚)ため、診断できる病気の数に限りがあるが、頑健性を高めるための独自の工夫を導入することで、それぞれ9割程度の診断精度を達成した。また、より実践的な植物病自動診断の仕組み実現のため、広域圃場での複数の診断対象に対する一括診断手法についても開発し、この成果は国際会議ISCIA2018でBest paperawardを受賞した。さらに、広域撮影時には遠方にある植物の解像度は低下して、これらの診断精度は低下する。我々は、敵対的生成ネットワークを応用し、解像度低下を補う深層学習に基づく超解像技術を開発した。
細胞小器官オルガネラによる新規の細胞周期制御機構の解明

「液泡は細胞周期の進行に必須である」ことは明らかになったが(Jin and Weisman, 2015)、その分子的詳細は未だ不明である。申請者はすでに変異体スクリーニング及び次世代シークエンサーを用い、液胞を介した細胞周期制御に関わる因子としてBUR1遺伝子を同定している。本研究申請書には以下の研究を計画していた。本研究期間内(平成29ー30年度)に、1)BUR1遺伝子の機能解析から、液胞からのシグナルがどのように細胞周期制御に至るのかについて詳細を明らかにする。さらに生化学的な観点から、2)質量分析を用いた液胞構成因子の網羅的解析により、細胞周期進行に関わる液胞構成因子候補の選定及び、その因子の細胞周期進行における役割の解明を目指す。また、上記の研究と並行して、さらなる変異体スクリーニング及び次世代シークエンサーによる解析を用い、3)オルガネラチェックポイントの分子実体(遺伝子)の同定を目指す。申請者は2017年4月より現職にあり、1年ほど経過した現時点(4月)で、1)Bur1キナーゼによるAGCキナーゼSch9のリン酸化部位も質量分析器により複数同定を行った。2)変異体スクリーニングによりオルガネラチェックポイント制御に関わる可能性のある候補遺伝子を、次世代シークエンスを用い複数同定を行った(米国ミシガン大学Lois Weisman、Tom Wilson博士らとの共同研究)。現在、候補遺伝子を解析を進めている。3)野生型酵母の液胞と、pep12変異体から液胞を単離し、液胞構成因子を質量分析器を用いることで、野生型酵母の液胞と、pep12変異体の液胞の存在比に五倍以上の差が認められるタンパク質を数十同定した。候補タンパク質の中に、細胞周期制御に必要な因子の存在が期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。
In vivo遺伝子発現系を用いた唾液腺腺房細胞における分泌の分子機構の解明

顎下腺開口部からアデノウイルスを導入し、ラット顎下腺組織にin vivoでStim1-mKO1を発現させた。Stim1-mKO1は主に腺房細胞に発現しており、機能的であることが示された。Stim1-mKO1の過剰発現によりカルシウム応答は増強され、発現顎下腺からの唾液分泌はコントロールに比べて増加傾向を示した。同様の方法でカルシウムバイオセンサーのG-GECOを顎下腺組織に発現させ、唾液腺のin vivoカルシウムイメージングに初めて成功した。本研究は、アデノウイルスを唾液腺開口部から逆行性に注入し、in vivoで唾液腺腺房細胞にシグナル分子を発現させることにより、唾液腺腺房細胞からの唾液分泌における分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。mKO1蛍光タンパク質と小胞体Ca^<2+>センサーであるStim1を融合したタンパク質(Stim1-mKO1)を発現するアデノウイルスベクターを作製した。実体顕微鏡下で、ラットの顎下腺開口部からアデノウイルスを逆行性に注入し、ラット顎下腺組織にin vivoでStiml-mKO1を発現させた。実体顕微鏡で観察したところ、Stim1-mKO1の蛍光は顎下腺全体に見られたが、舌下腺には蛍光は見られなかったことから、顎下腺での発現が特異的であることが示された。組織切片を調製して共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、Stim1-mKO1は顎下腺腺房細胞の約20%に発現が見られ、導管細胞では1-2%に発現していた。このことから、本法を使って顎下腺腺房細胞に効率的に外来タンパク質を発現できることが示された。さらに、酵素処理により分離顎下腺腺房細胞を調製し、Stim1-mKO1の機能を調べた。タプシガージンなどの小胞体Ca^<2+>ポンプ阻害剤で誘導されたCa2^<2+>ストアの枯渇により、Stim1-mKO1が内在性Stim1分子と同様に細胞膜近傍へ移動することが示された。加えて、Stim1-mKO1発現細胞では、ストア枯渇により誘導される容量性Ca^<2+>流入が増大することが示された。これらの結果から、アデノウイルスによって導入、発現したStim1-mKO1は生体内の唾液腺細胞で機能的であることが示された(Morita et al.,Arch,Oral Biol.,56,2011)。また、Stim1-mKO1を導入したラットの唾液分泌が亢進する可能性があることがわかった。これについては、さらなる解析を進めているところである。顎下腺開口部からアデノウイルスを導入し、ラット顎下腺組織にin vivoでmKO1蛍光タンパク質標識Stim1(Stim1-mKO1)を発現させた。酵素処理により調製した分離顎下腺腺房細胞を用いて、Ca^<2->応答を調べた。Stim1-mKO1発現細胞では、ムスカリン受容体刺激(カルバコール、CCh)によるCa^<2+>流入量の増大に加えて、ストアからのCa^<2+>放出量が大きくなった。この放出量増大の割合は、低濃度のCCh刺激ほど大きかった。また、Stim1-mKO1発現細胞ではCa^<2+>イオノフォア(イオノマイシン)による放出量が増加した。さらにIP_3受容体のIP_3に対する感受性を調べたところ、Stim1-mKO1発現のあるなしでその感受性に違いは認められなかった。これらのことから、Stim1の発現によってCa^<2+>ストアが増大した可能性が考えられた。受容体刺激によるCa^<2+>応答が増強したことから、Stim1発現により唾液分泌量が増加する可能性が考えられた。そこで、Stim1-mKO1をラット顎下腺の片側に発現させ、ムスカリン受容体アゴニスト(ピロカルピン)投与による唾液分泌をコントロールと比較すると、分泌量の増大が観察された。しかし、この分泌量の増加は条件によって大きな差があり、さらなる検討が必要である。Venus-Orailを発現するアデノウイルスを作製し、Stim1-mKO1発現ウイルスと共に導入したところ、これらを共発現する顎下腺腺房細胞が観察された。このことから、複数の外来タンパク質を同時に発現させ、FRETによる分子の相互作用の解析に応用できることが示された。

アデノウイルスを用い、ラット顎下腺組織にin vivoでmKO1蛍光タンパク質標識Stim1(Stim1-mKO1)、あるいはコントロールのmKO1を発現させた。酵素処理により調製した分離顎下腺腺房細胞を用いて、Ca2+応答を調べた。Stim1-mKO1発現細胞では、低濃度のムスカリン受容体刺激(カルバコール)によるストアからのCa2+放出量並びに細胞外からのCa2+流入量が増大していた。また、Stim1-mKO1発現細胞とmKO1発現細胞では、イオノマイシンによる放出量に差は見られなかった。さらにStim1-mKO1発現によるIP3受容体のIP3に対する感受性の増大は認められなかった。これらのことから、この放出量の増大はストアの増大によるものでなく、受容体刺激に特異的な増強と考えられた。Stim1-mKO1過剰発現による唾液分泌増加の可能性を調べるため、同一個体でStim1-mKO1あるいはmKO1の発現前と発現後の唾液分泌量を比較した。すべての群において2回目の唾液分泌量は1回目に比べて増加していた。mKO1発現群では分泌量の増加量は減少したが、Stim1-mKO1発現群では増加傾向が見られた。また分子間相互作用の解析のモデルとして、Stim1-mKO1とVenus-Orai1を培養細胞に発現させ、刺激によるこれらの分子の凝集をリアルタイムで観察した。同様な手法で、ラット顎下腺組織にCa2+バイオセンサー(YC-Nano50)を発現させ、in vivoで顎下腺におけるCa2+応答を初めて観察した。またCa2+応答と唾液分泌の同時測定に成功した。Stim1-mKO1発現唾液腺細胞におけるCa^<2+>シグナルと分子動態の解析、および唾液分泌解析については、予想以上の結果が得られたため、これについての詳細な解析を先に行っており、かなり進展している。このため、シグナル分子のsiRNAを発現するウイルスベクターの完成が遅れており、これを使った実験があまり進展していない。また、生きた動物で唾液腺組織中のCa^<2+>シグナルの測定に成功し、これについては計画以上の進展が見られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。シグナル分子(Stim1)の発現による、Ca^<2+>応答および唾液分泌の増強がみられたため、これらの解析を先に進めるとともに、ノックダウンのよる影響やFRETによる分子相互作用の解析も行う。唾液分泌の解析については、発現量、刺激アゴニストの濃度や種類など多くの要素が関係するため、これらの条件設定を行ってから詳細な解析に進む必要がある。
肝再生時に星細胞が果たす役割の解明

肝臓の星細胞は生理的な条件下では生体内のビタミンAの約80%をその脂質滴中に貯蔵しビタミンAのホメオスターシスにおいて重要な役割を果たしつつ、一方肝硬変などの病理的な条件下ではコラーゲン等の細胞外マトリックスを盛んに合成・分泌し肝臓線維化や肝硬変の責任細胞として働いていることが知られている。この星細胞の肝再生時に果たす役割を明らかにすることは肝臓全体の再生現象を理解するために必須である。本年度の研究では肝再生時の星細胞のビタミンA貯蔵機能をラットの再生肝モデル(70%部分肝切除による)を用いて検討した。すなわち電子顕微鏡によるモルフォメトリーで、肝小葉単位面積あたりの一つの星細胞内ビタミンA脂質滴の面積は部分肝切除後減少し3日目に下限を示し、その後増加して14日目にはコントロールのレベルに戻ることがわかった。しかしながら、再生過程では、小葉内のビタミンA脂質滴の生理的なheterogeneityは消失し14日目になっても回復しないことが示された。以上のことから、1)星細胞は肝再生時にもビタミンA貯蔵機能を保持しているがその貯蔵能は生理的な状態に比べて低いこと、2)容積における肝再生の完了時期(肝切除後714日目)には星細胞のビタミンA貯蔵機能(貯蔵ビタミンAの小葉内heterogeneity)はまだ回復しないことがわかった。肝の再生時において星細胞はビタミンAの貯蔵に変化を生じること、その生理的状態への回復には、少なくともビタミンAのホメオスターシスの点では、容積における肝再生の完了よりも時間がかかることが示唆された。^1業績:1.東伸好、佐藤充、小嶋直介、入江俊明、川村公一、馬淵綾子、妹尾春樹星細胞の肝再生時における役割-ビタミンA貯蔵機能に着目して-第110回日本解剖学会総会・全国学術集会3月富山2005(口演発表)肝臓の星細胞は生理的な条件下では生体内のビタミンAの約80%をその脂質滴中に貯蔵しビタミンAのホメオスターシスにおいて重要な役割を果たしつつ、一方肝硬変などの病理的な条件下ではコラーゲン等の細胞外マトリックスを盛んに合成・分泌し肝臓線維化や肝硬変の責任細胞として働いていることが知られている。^1業績:1.東伸好、佐藤充、小嶋直介、入江俊明、川村公一、馬淵綾子、妹尾春樹星細胞の肝再生時における役割-ビタミンA貯蔵機能に着目して-第110回日本解剖学会総会・全国学術集会3月富山2005(口演発表)
ジンバブウェにおけるHIV/AIDSの流行と都市女性組織に関する研究

本研究の目的は、ジンバブウェにおける住民組織およびNGOの活動に焦点を当てながら、ポストコロニアル期のアフリカ都市社会で生活する女性らが、HIV/AIDSの流行以後に新たなる変容を遂げている都市のジェンダー関係の中で展開する実践を描き出すことである。本年度の前期はジンバブウェ大学にてワークショップを開催すると共に、前年度に実施した調査の補足調査を行った。ワークショップでは、ジンバブウェが今日抱えている様々な問題の中で自分の研究を位置づけることができた。補足調査では農村部におけるHIV感染者のライフヒストリーや感染者グループの情報をより詳細に聞き取ることができ、都市部の感染者、HIVグループとの比較の上で非常に有益なデータを収集することができた。後期には、これまで実施した現地調査のデータを整理し、研究のまとめを行った。その結果、ジンバブウェの都市部と農村部と比較した場合、大きな要素では以下のような2つの特徴を見出すことができた。1)抗レトロウィルス薬へのアクセス-都市部では病院・クリニックと地理的に近く、さらに援助団体やNGOが多く入っており無料で抗レトロウィルス薬を利用しているHIV感染者が多い。一方で、農村部では抗レトロウィルス薬を配布している病院まで遠く、交通費を捻出することが困難な人が多い中で、多くのHIV感染者は抗生物質による治療に依存している。2)治療者グループ-都市部においては感染者グループが活発かつ、オープンに活動を展開しており、その数も多く見られた。一方、農村部においては感染者グループというよりは感染者を含む、HIVによって影響を受けている人全てを対象にしたグループしかなく、感染者に特化したグループは確認できなかった。本研究の最終的な目的は、住民組織およびNGOの活動に焦点を当てながら、ポストコロニアル期のアフリカ都市社会で生活する女性らが、HIV/AIDSの流行以後に新たなる変容を遂げている都市のジェンダー関係の中で展開する実践を描き出すことである。そこで本年度は前期にアフリカ学会(5月)およびリスクと公共性研究会(7月)において研究発表を行うと共に、『都市地理学』誌に投稿論文を執筆した。学会では前年度に行ったフィールドワークの成果を発表し、研究会においては後期に実施することとなったフィールドワークの展望を発表した。『都市地理学』誌にはこれまでジンバブウェで行ってきた調査を基に、都市の空間構造に関する論文を執筆した(3号に掲載)。後期にはジンバブウェ共和国にて6ケ月間のフィールドワークを実施した。本年度は大統領選挙直前という制約もあり、都市部において自由な調査活動が行えなかった事情があり、これまでの研究との比較調査のために農村部において調査を実施した。北部に位置するグルヴェ県の一農村において、全戸調査、住民の医療選択行動、疾病観、HIV陽性者のライフストーリー、クリニックにおける患者の動態などについて聞き取りを中心に調査を行った。これにより、ジンバブウェにおけるHIV/AIDSをめぐる諸状況が都市部と農村部において非常に異なるものであるということが判明すると共に、共通の課題が浮かび上がってきた。そこで20年度5月には、現地の研究機関と合同でワークショップを開催することにし、本年度の調査の成果を現地研究者らと共有することとなった。これは研究の現地に対するフィードバックを速やかに行うという重要な意義を有している。
地域資源を活用した自然災害緩和型の新たな農業生産システム

現地調査としてインド,フィリピン,インドネシア,マレーシアの対象地を訪れ,最終年度として研究成果の地域還元活動を行った。インド,ムンバイでは,都市農村連環の不備に起因する発展の地域的偏りについて調査した結果を,現地専門家の助言を得た上で,住民や地方行政の担当者に対してワークショップを開催した。成果の一部は原著論文としてアクセプトされている。フィリピン,シランサンタローサ川流域では,上流域のパイナップル農園の成長促進剤や化学肥料の投入量を聞き取り調査を元に推定し,下流域への環境影響を指摘した。成果の一部は国際学会論文として取りまとめた。インドネシア,バンドゥンの農村地域で行われているバイオプラントについて調査した成果を取りまとめる作業を行った。女性グループの活躍により多くの機能が維持されていること,しかしながら,コミュニケーション不足により一部,効率の悪い点も散見されることを明らかにした。現在,成果を取りまとめ,投稿論文として準備している。インドネシアの対象地と社会的背景が類似したマレーシア農村部を調査地として,地域ブランド化された農産物産地の形成プロセスにおいて,地域農業組織あるいは地域コミュニティ組織のレジリエンス強化と産地競争力の相関に関する諸仮説を検証するための調査を行った。成果の一部は原著論文として取りま地域住民との協働によって,「環境ものさし」として保全しうる対象を決めたうえで,地域環境を保全する活動を展開した。成果の一部は原著論文として取りまとめている。本事業の最終目的である「新たな農業生産システム」という概念を構築するために,上述のような多面的な調査活動を実施し,原著論文としての投稿,国際会議での発表を行い,成果を挙げることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は初年度にあたり,現地調査としてインド,フィリピン,インドネシアにおける対象地に赴き,地域の理解と現地ネットワーク拡充を行った。また,GISデータを中心としたデータベース構築,および関連データの購入を行い,社会経済データの整備も行った。インド,ムンバイでは都市農村連関に関連した地域発展の効率性の低さについて着目し,政府関連,および大学研究者と会合を行い,システム上の課題について共有を図った。フィリピン,サンタローサ川流域では,上流,中流,下流域でのそれぞれの水環境の課題を把握した上で土地利用に起因する水質汚染,およびコミュニティレベルでの水管理の問題を明示した。これらの成果は,国際会議においてそれぞれ発表を行った。インドネシアのバンドゥンの農村の一部では,バイオエネルギーが農村開発に大きな貢献をしていることがわかり,この取り組みの拡充が重要であるとの認識の元,現地調査および小型バイオプラントの視察を行った。女性グループが活発に活動している現状がわかり,さらなる活動の推進と取り組みについて協議を行った。自然災害からの農業への影響という視点では,ムンパイの沿岸域,およびシランサンタローサ川での下流域が顕著であり,広域的な視点で把握するように努めており,そのためのGISデータの構築を行っている。「新たな農業生産システム」という概念を構築するために上記のような多面的な調査活動を実施し,国際会議での発表も含めた成果を徐々に挙げている。対象地が複数にわたるため,数多くの調査事項を検討しなければならない状況にあるが,現時点までは概ね順調に進められており,その証左として学術会議での研究発表(報),原著論文(報)の成果を挙げている。現地調査としてインド,フィリピン,インドネシア,マレーシアの対象地を訪れ,必要なデータの収集を行った。インド,ムンバイでは,都市農村連環の不備に起因する発展の地域的偏りについて調査し,現地専門家の助言を得た上で,住民に対して広く聞き取り調査を行った。現在,原著論文を投稿中である。フィリピン,シランサンタローサ川流域では,上流域のパイナップル農園にて農家に聞き取りを実施し,栽培歴の確認,肥料投入量の推定,下流域への影響などを検討した。成果は国際学会にて発表した。インドネシア,バンドゥンの農村地域で行われているバイオプラントについて調査し,女性グループの活躍により多くの機能が維持されていること,しかしながら,コミュニケーション不足により一部,効率の悪い点も散見されることを明らかにした。インドネシアの対象地と社会的背景が類似したマレーシア農村部を調査地として,地域ブランド化された農産物産地の形成プロセスにおいて,地域農業組織あるいは地域コミュニティ組織のレジリエンス強化と産地競争力の相関に関する諸仮説を検証するための調査準備を進めた。次年度は,実際にインタビュー調査及びアンケート調査を実施する予定である。また,国内では琵琶湖流域において,防災と生物多様性保全を両立する概念として近年注目されているEco-DRRについて検討を行い,獣害による土砂流出を抑制する仕組みづくりに向けた研究成果を発表した。また,水田地域における洪水防止と生物多様性保全の両立を図るため湛水機能調整による生物相の評価に着手し,研究成果を発表した。本事業の最終目的である「新たな農業生産システム」という概念を構築するために,上述のような多面的な調査活動を実施し,原著論文としての投稿,国際会議での発表を行い,成果を挙げつつある。現地調査は現地の関係者と協働しながら実施できており,また良好な関係を維持している。引き続き調査活動は行う予定である。研究成果は,国際会議論文として発表し,また,原著論文を投稿するなど,順調に成果を挙げつつある。

インド,ムンバイでは,都市農村連環の不備に起因する発展の地域的偏りについて調査した結果を,現地専門家の助言を得た上で,住民や地方行政の担当者に対してワークショップを開催した。成果の一部は原著論文としてアクセプトされている。フィリピン,シランサンタローサ川流域では,上流域のパイナップル農園の成長促進剤や化学肥料の投入量を聞き取り調査を元に推定し,下流域への環境影響を指摘した。成果の一部は国際学会論文として取りまとめた。インドネシア,バンドゥンの農村地域で行われているバイオプラントについて調査した成果を取りまとめる作業を行った。女性グループの活躍により多くの機能が維持されていること,しかしながら,コミュニケーション不足により一部,効率の悪い点も散見されることを明らかにした。現在,成果を取りまとめ,投稿論文として準備している。インドネシアの対象地と社会的背景が類似したマレーシア農村部を調査地として,地域ブランド化された農産物産地の形成プロセスにおいて,地域農業組織あるいは地域コミュニティ組織のレジリエンス強化と産地競争力の相関に関する諸仮説を検証するための調査を行った。成果の一部は原著論文として取りま地域住民との協働によって,「環境ものさし」として保全しうる対象を決めたうえで,地域環境を保全する活動を展開した。成果の一部は原著論文として取りまとめている。本事業の最終目的である「新たな農業生産システム」という概念を構築するために,上述のような多面的な調査活動を実施し,原著論文としての投稿,国際会議での発表を行い,成果を挙げることができた。今後は住民への聞き取り調査を開始し,地域の文脈にあった地域に根付く農業生産システムについて検討したい。対象地域でのステークホルダーとのネットワーク形成は順調であるため,こうしたネットワークを最大限に活かし,現地大学の研究者と協力しながら推進していきたい。最終年度にあたるため,前半期までに現地調査を終えることとし,後半期は,国際会議での発表,原著論文のとりまとめなど成果を挙げることに力を入れることとする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
聴導犬をモデルにした接触コミュニケーションロボット

聴導犬は,インターホンの音や火災報知器の音のような生活に必要な通知音を検知し,難聴者に情報を伝達する役割を持つ.聴導犬による難聴者支援は非常に有用であるが,難聴者人口に対し実働頭数が非常に少ない.そこで代替手法として,生活上重要な音を検知し,ユーザを探索して能動的接触によって伝達する聴導犬ロボットを提案する.本研究では,聴導犬ロボットの行動モデルを構築し,それを確認するための実験を行った.その結果,モデルの有効性を確認した.また,ロボットの接触によってユーザを起床させる実験も行い,既存の機器と同等に起床させることが可能なことを確認した.HRI分野を含むロボット研究では,安全確保のため,ロボットから人への接触は回避することがこれまで重要な課題であった.一方,背後から肩を軽く叩く,横から脇腹を突っつくといった接触による情報伝達を,人同士では日常的かつ効果的に利用している.CGの仮想エージェントとは異なり,ロボットは人同様に物理的身体性を持つことから,接触コミュニケーションは,人とロボット間でも有効な手段になると考える.本研究では,pHRI分野への感性情報処理的アプローチとして,聴導犬をモデルとしたロボットを開発し,「ロボットから人への接触による情報伝達」の実現を目指す.本研究は,聴覚障がい者支援はもちろん,広く一般に利用可能な新しいコミュニケーション手段を提案・開発し,HRIの発展と人々の生活レベル向上に貢献する.平成27年度には,ロボットを構成するための要素技術開発とプロトタイプ開発を行った.まず,要素技術開発の1つとして,「伝達する情報と接触方法」の調査を行った.Roombaをベースにしたロボットによる接触が,ドアノックに近いものであると仮定すると,接触方法のデザインによって,異なる印象を人に与えられる.発生したイベント(非常ベル等)と接触方法それぞれに対し人が抱く印象を明らかにするため,イベント発生とそれを伝えるロボットの振舞いの関係性を調査した.この調査結果に基づいて,プロトタイプロボットの接触方法とした.また,プロトタイプの開発として,ロボットの行動モデルを構築した.このモデルは,「人発見」「人追跡」「接触行動」をセンサ情報から切り替える状態遷移モデルとして構築され,簡易な実験環境において,実際に動作することを確認した.前年度までに実施する予定であった研究項目は,A.接触コミュニケーションロボットの設計,B.伝達する情報と接触方法の設計・開発,C.人発見・人追跡アルゴリズムの開発と実装,D.SLAM及び経路探索アルゴリズムの開発である.A,Bについては順調に進んでいるが,C,Dについて既存の手法を取り入れて試作した程度であり,開発するロボットにたいして最適化する必要がある.この点において,やや開発に遅れがある.HRI分野を含むロボット研究では,安全確保のため,ロボットから人への接触は回避することがこれまで重要な課題であった.一方,背後から肩を軽く叩く,横から脇腹を突っつくといった接触による情報伝達を,人同士では日常的かつ効果的に利用している.CGの仮想エージェントとは異なり,ロボットは人同様に物理的身体性を持つことから,接触コミュニケーションは,人とロボット間でも有効な手段になると考える.本研究では,pHRI分野への感性情報処理的アプローチとして,聴導犬をモデルとしたロボットを開発し,「ロボットから人への接触による情報伝達」の実現を目指す.本研究は,聴覚障がい者支援はもちろん,広く一般に利用可能な新しいコミュニケーション手段を提案・開発し,HRIの発展と人々の生活レベル向上に貢献する.平成28年度は,まず,ロボットの実利用としての課題として「起床アラーム」を設定した.この課題に対して,睡眠状態にある被験者をロボットによって起床させる実験を行った.結果としては,ロボットによる起床が十分可能であることが確認され,ロボットの有用性を示すことができた.他方,接触行動に至るまでの処理を実現するため,前年度までに設計・構築してきたロボットの行動モデルを改良した.改良においては,ロボットが過去にユーザを発見した位置情報かを利用し,ベイズ推論によっって現在ユーザがいる在位置を推定するモデルを導入した.実際にこのモデルをロボットに実装し,シミュレータおよび実環境で有効性を確認した.まず,ロボットの接触動作については,起床アラーム実験においてその有効性が確認できており,基本的な動作設計にはほぼ問題がないと考える.また,ロボットの行動モデルについても,実ロボットを用いた実験で有効性を確認できており,順調に推移していると考える.本研究課題では,聴導犬をモデルとしたロボットの開発が行っている.我々はこれまでに聴導犬が離れたユーザに情報を伝達する方法に着目し,聴導犬ロボットにおける探索行動の一連の流れの行動モデルを提案した.また,ユーザの探索に過去の探索結果に基づいた確率モデルを導入し,ユーザへの生活音情報の早期伝達を可能にした.しかし,人には生活リズムがある.生活リズムとは,朝起きて食事をし,夜寝るまでの生活のパターンのことである.ゆえに,人の活動場所は時刻によって,変化するものと考えられる.我々の過去の研究成果では,過去に人を発見した場所にのみ注目しており,発見時刻は考慮されていない.このため,どのような時刻においても,効率の良い探索が行えるとは限らない.そこで,人の生活リズムを考慮した探索モデルを導入し,従来に比べ平均的に効率の良い探索行動の実現を目指した.また,このモデルが従来に比べ効率的な人の探索が可能なことをシミュレータの環境下で明らかにした.人探索の効率化に加え,モバイルロボット(移動カメラ)によって人を発見・追跡するモデルについても実現を試みた.

この試みでは,移動カメラ環境における物体追跡(人追跡)のための移動物体抽出を提案した.提案手法では,密なオプティカルフロー(OF)と密度推定手法を用いることで,移動カメラ環境に対応した確率的背景モデルを構築した.それによる抽出結果を物体(人)追跡に適用することで,追跡精度を向上させた.OFの角度ヒストグラムを特徴量とした機械学習によるシーン判定を行うことで,これまで追跡が不安定となっていたシーンにおいても高精度な追跡を可能とした.聴導犬は,インターホンの音や火災報知器の音のような生活に必要な通知音を検知し,難聴者に情報を伝達する役割を持つ.聴導犬による難聴者支援は非常に有用であるが,難聴者人口に対し実働頭数が非常に少ない.そこで代替手法として,生活上重要な音を検知し,ユーザを探索して能動的接触によって伝達する聴導犬ロボットを提案する.本研究では,聴導犬ロボットの行動モデルを構築し,それを確認するための実験を行った.その結果,モデルの有効性を確認した.また,ロボットの接触によってユーザを起床させる実験も行い,既存の機器と同等に起床させることが可能なことを確認した.今度は,試作したプロトタイプロボットにたいし,要素技術を実装し,実利用環境に近い実験環境を設定して実験を繰り返す.要素技術については,現状不十分な点があるため,その開発を急ぐとともに,実験環境での試験結果を要素技術開発にフィードバックし改良を進める.ロボットの接触動作については,これまでに基本的な設計は完了しており,今後は動作のチューニングを行うことが残された課題である.また,ロボットの行動モデルについては,今後,より実利用環境に近い環境を設定した実験を行い,提案モデルの有効性を確認するとともに,実利用環境における課題の洗い出しを行いたいと考えている.29年度が最終年度であるため、記入しない。ヒューマンロボットインタラクション29年度が最終年度であるため、記入しない。