hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
衣服の快適性評価への新たな計測法の提案とその可能性

平成24年度の研究により,本研究で提案した計測法は,空間的分解能および温度・濃度計測の感度の向上を行うことにより,十分衣服内気候の温度・濃度分布が計測できうる手法であることが分かった.以上のことを踏まえ,当初計画していた二波長ホログラフィ干渉法と赤外線吸収法を組み合わせた手法を試みる前に,測定部の測定長を増加させ,ホログラフィ干渉法の精度向上を図るとともに,水蒸気吸収特性に優れた近赤外線を用いて,実際の衣服内気候により近い挙動と考えられる水蒸気の生地を通しての熱および物質移動特性の計測を平成25年度では優先させて実施する予定である.該当なし.
種々の金属を含む安定な多孔質有機固体の構築とその物理化学的性質の解明

有機金属錯体を均一系触媒として用いる有機合成反応は必要不可欠なものとなっている。しかしながら、反応処理段階における廃液・触媒失活などが欠点としてあげられる。有機金属錯体にゼオライトのような不溶性・多孔性を付与することができれば、触媒と生成物との分離は飛躍的に簡素になり、廃液が少なくかつ触媒の再利用が可能な環境保全型プロセスの構築につながるであろう。本研究では、分子間相互作用のネットワーク化による多孔質有機固体の構築に着目した。1分子内に金属親和性の高い官能基(カルボキシル基、シアノ基、ホスフィン基、イソニトリル基)を多点的かつ発散型に有する有機配位子を合成した。金属イオンにより分子間の官能基を架橋し、不溶性で熱安定性が高い多孔質有機固体を得ることに成功した。カルボキシル基を有する配位子とランタニド金属イオンからなる有機固体は水やメタノールなどの小分子捕捉に適した空孔を持ち、精密分離剤として有用であることが明らかとなった。一方シアノ基を有する配位子と銀イオンからなる有機固体は、水との親和性が低い疎水性空孔を持ち、ベンゼンなどの炭化水素類を選択的に取り込むことが明らかとなった。さらに、ホスフィンを有する配位子とパラジウムイオンからなる不溶性有機固体は、水中においてエチレンの酸化反応の触媒となり、0価のパラジウムが凝集することなく、固体中に安定に保持されることが確認された。このように本研究では、種々の金属を含む安定な多孔質有機固体の構築に成功し、その吸着特性や反応性を明らかにした。一分子内に複数の官能基(分子間相互作用部位)を発散型に有する配位子を多数合成した。水素結合や金属配位結合によるネットワーク化挙動をそれぞれについて検討した。配位子の形により、一次元相互作用鎖、二次元相互作用ネットワーク、3次元ダイアモンド格子などを作り分けられることが明らかとなった。このように分子間相互作用でネットワーク化した固体は、結晶格子内に多くの隙間を持ち、ゲスト分子吸着能を有する多孔質有機固体となる。ゲスト分子の吸着および脱離は可逆的である。一般に多くの水素結合ネットワーク型有機固体は、そのゲスト分子吸着過程で劇的な相変化を伴う。また、極性官能基をもつ有機化合物に対し高い親和性を有する。しかしながら、本研究で得られた水素結合性多孔質有機固体の中には、全く逆の性質(相変化を伴わず、非極性有機化合物を優先的に取り込む性質)を有するものも見出された。これら水素結合性の有機固体については、現在、金属配位ネットワークへの変換を試みている。一方、カルボキシレート型多座配位子を利用した金属-カルボキシレート結合のネットワーク化による多孔質有機固体の構築にも成功した(論文作成中)。パラジウム、ランタン、白金、銅をはじめとする、種々の金属を含む有機固体を簡便にかつ、定量的に得る方法を見出した。ネットワーク化することにより、種々の溶媒に対する溶解性がほとんどなくなり、かつ、熱安定性やゲスト分子吸着能が飛躍的に向上することが明らかとなった。また、このような手法によるホスフィン-低原子価金属結合のネットワーク化にも成功した。今後はこれら金属錯体を利用した新しい有機合成について展開していく。
２重荷電交換反応を用いた中性子ドリップライン近傍のラムダハイパー核研究

ストレンジネスの自由度を持つラムダ・ハイペロンを原子核に埋め込んだ新奇な原子核「ラムダ・ハイパー核」の研究を行った。特に、中性子過剰なラムダ・ハイパー核を生成し、その核構造を研究するため、二重荷電交換反応を用いた研究手法を採用した。反応断面積が極めて小さい二重交換反応の測定に向け、大強度ハドロンビームを利用し、その測定に耐える粒子検出器の開発と改良を行った。中性子ドリップライン近傍の中性子過剰ラムダ・ハイパー核6ΛHを探索する実験をJ-PARC 50GeV陽子シンクロトロン加速器施設にて実施した。本研究の目的は高強度の中間子二次ビームを活用し、まだ成功例のない中性子ドリップライン近傍のラムダ・ハイパー核を多数生成し、その核構造を解明することである。大強度陽子加速器施設(J-PARC) 50GeV陽子シンクロトロン実験施設の原子核素粒子実験施設にて昨年後実施した、J-PARC E10 Phase-1実験の初期データ解析を遂行した。データ解析は高エネルギー加速器研究機構の解析センター(KEKCC)および大阪大学に整備済みの計算機資源を用いることで、効率的に実施出来た。初期データ解析で得られた結果を、国際会議、学会講演で公表するとともに、学術論文および大学院生の博士論文としてまとめた。また、トリガーシステムと各測定器の性能評価を行い、今後実施予定のJ-PARC E10 Phase-2実験に向けた改善策の検討を行った。実験前に行ったトリガー検出器の最適化により、トリガーシステム全体の効率が従来に比べ向上したことが確認出来た。また、トリガーシステムのハードウェアの問題点の理解が進み、その改良により更に効率が改善できる目処がついた。新たに導入したシンチレーション・ファイバとマルチピクセル光子検出器(MPPC)を組み合わせた高計数率対応の飛跡検出器について、実験データを用いた解析により時間分解能と位置分解能が評価出来た。また位置分解能を更に向上する解析手法を確立した。実験標的近傍に新たに導入した高計数率対応の半導体飛跡検出器(SSD)を用い、バックグラウンド事象を大幅に減らす手法が確立出来た。以上の解析結果はPhase-2実験実施の際に、実験デザインに積極的に反映する。これと並行して、更に高計数率対応のGEMを用いた飛跡検出器の開発を引き続き行った。Thick GEMと呼ばれる検出器要素について測定と解析を行い、動作条件の最適化を試みた。本研究の目的は高強度の中間子二次ビームを活用することで、まだ成功例のない中性子ドリップライン近傍のラムダ・ハイパー核を多数生成し、その核構造を解明することである。本年度は、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の50GeV陽子シンクロトロン実験施設から得られる大強度陽子ビームを使用する原子核素粒子実験施設を利用した実験(J-PARC E10 Phase-1実験)を実施した。同施設のK1.8ビームラインの大強度パイオン・ビームを利用した2重荷電交換(pi-,K+)反応の測定を実施し、中性子過剰ラムダ・ハイパー核生成に関する貴重な実験データの取得に成功した。今後実験データの詳細解析を行い、中性子過剰ハイパー核の基底状態の結合エネルギーの精密決定を目指す。上記のJ-PARC E10 Phase-1実験を実施するため、飛跡検出器の導入と散乱K+測定のためのトリガーシステムの改良を行った。シンチレーション・ファイバとマルチピクセル光子検出器(MPPC)を組み合わせた高計数率対応の飛跡検出器を導入した。また、実験標的近傍に高計数率対応の半導体飛跡検出器(SSD)を導入した。これらの飛跡検出器の導入により、大強度パイオン・ビームを最大限利用できた。トリガーシステムの改良では、準弾性散乱から来るノックアウト陽子のバックグラウンドを除去するチェレンコフ検出器の最適化と、K+の通過位置情報と飛行時間情報を組み合わせたセカンドレベル・トリガーの構築を行った。これによりトリガー・レートが大幅に低減され、データ収集効率が大幅に改善できた。またこれと並行してJ-PARC E10 Phase-2実験の実施に向け、更に高計数率対応のGEMを用いた飛跡検出器の開発を行った。Thick GEMと呼ばれる検出器要素について基礎的な測定と解析を行い、検出器性能の改善につながる手掛かりが得られた。本研究では、大強度陽子加速器施設(J-PARC) 50GeV陽子シンクロトロン実験施設において、大強度中間子二次ビームを活用した2重荷電交換反応を測定することで、成功例のない中性子ドリップライン近傍のラムダ・ハイパー核生成を目指す実験を実施し、その核構造について研究を行った。平成26年度は、平成24年度にデータ取得したJ-PARC E10 Phase-1実験のデータおよび理論解析を精力的に進めた。

理論解析では、2重荷電交換反応によるラムダ・ハイパー核生成、シグマ・ハイペロン準自由生成、非束縛状態のラムダ・ハイペロン生成を統一的に取り扱う枠組みを用いた解析を世界に先駆けて行った。この解析は2重荷電交換反応の反応機構を知る上で不可欠であり、結果は国際学会等で報告を行った。本研究実施期間全体では、平成24年12月から平成25年1月にかけ、典型的な中性子過剰ラムダ・ハイパー核である水素6ラムダ(6ΛH)生成を目指すJ-PARC E10 Phase-1実験を実施した。平成25年度にはデータおよび理論解析を精力的に行い、水素6ラムダの核構造および2重荷電交換反応の反応機構について研究し、学術論文として結果を公表した。上記の平成26年度の研究では、2重荷電交換反応の反応機構についてより詳しい知見を得ることが出来た。また、開発したシンチレーション・ファイバ飛跡検出器および半導体飛跡検出器が、高計数率対応の検出器として高い能力を発揮することが実証できた。なお、J-PARC 50GeV陽子シンクロトロン実験施設では、平成25年度初めに発生した放射線事故後の対策のため、平成26年度も施設の利用再開が出来なかった。そのためもう一つの中性子過剰ラムダ・ハイパー核ヘリウム9ラムダ(9ΛHe)の生成を目指すJ-PARC E10 Phase-2実験の実施はかなわなかったが、Phase-2実験実施のための技術的な改善・準備は完了出来た。実験核物理研究計画の前倒しでJ-PARC E10 Phase-1実験が昨年度実施出来たため、本年度初めから本格的な実験データ解析が開始出来た。このPhase-1実験では、これまでにない高強度中間子二次ビームを使用したため、従来の実験では見えなかった複数の解析上の問題点が明らかになって来たが、京都大学および東北大学の共同研究者と協力し、これらの問題点の克服に努めることで解決策を考案した。初めて得られた、中性子過剰ハイパー核水素6ラムダ(6ΛH)の探索実験結果を、国際会議、学会発表等で公表し、また学術論文および実験に参加した大学院生の博士論文としてまとめた。論文公表後は、新たに導入したシンチレーション・ファイバを用いた高計数率対応の飛跡検出器について、更に詳細解析を行った。その結果、この飛跡検出器の位置分解能を更に向上する解析手法が確立出来た。この手法を活用したデータ解析を今後実施する予定である。また、トリガーシステムの性能の詳細解析により、現在のトリガーシステムを高計数率の実験環境で使用する際に、改善が必用な点が明らかになった。また、その原因を特定し、今後の実験に反映する目処がついた。今回の実験を発展させたJ-PARC E10 Phase-2実験に向けた、Thick GEMを使用した、更に高計数率対応の検出器の開発が順調に進んだ。実験で実際に使用する規格のThick GEM基板の製作を完了し、その試験を遂行した。当初計画では、本年度はシンチレーション・ファイバを用いた高計数率対応の飛跡検出器の設計と製作、トリガーシステムの改良などJ-PARC E10 Phase-1実験を実施する準備を進め、来年度早々に実験を実施する予定であった。
繊毛のメタクロナールウェーブシステムの理解

気管や胚、ゾウリムシ等単細胞生物は多数の繊毛を持つ。繊毛の屈曲は組織・細胞表面を波のように伝わる(メタクロナールウェーブ)。繊毛群が形成するメタクロナールウェーブは外液の粘性を介して伝播すると考えられてきたが、一部の繊毛の繊毛打を変化させ外液の流れを遮断しても伝播した。細胞を一定の遅い周波数で強制的に伸縮させると、メタクロナールウェーブの周波数はやがて伸縮の周波数に一致した。メタクロナールウェーブは、外液を介してだけでなく細胞膜の伸縮として伝播しているかもしれない。気管や胚、ゾウリムシなどの単細胞生物は多数の繊毛を持つ。繊毛は1本1本が独立して運動しているにも関わらず、集団として見ると全繊毛は一糸乱れぬ秩序を保ちながら同じ方向に動く(メタクロナールウェーブ)。この秩序の形成には外部からの制御は不要で、繊毛同士の相互作用によって自律的に形成される。本申請では、繊毛集団がメタクロナールウェーブを形成するメカニズムを、ゾウリムシを材料に、高度な顕微鏡観察と数理モデルのシミュレーションを用いて解明する。ゾウリムシは細胞全体が多数の繊毛の覆われており、メタクロナールウェーブは細胞の前端から後端に向かって進む。つまり、隣り合う繊毛打の位相はほんの少しずつずれて、繊毛打は前から後ろへ伝播していく。隣り合う繊毛同士がぶつかり合う力学的な相互作用が繊毛間のシグナルとして機能してメタクロナールウェブが実現しているなら、一部の繊毛の運動を強制的に乱せばメタクロナールウェブはその箇所を乗り越えられないはずである。ゾウリムシの繊毛は繊毛内部のカルシウムイオン濃度の上昇によって、その有効打方向を逆転させることが知られている。ところで、ケイジドカルシウムは紫外線のエネルギーを吸収してカルシウムイオンを放出する分子試薬である。従ってケイジドカルシウムを内部に導入されたゾウリムシ細胞の一部の繊毛に紫外線を照射すれば、紫外線の当たった繊毛のみの運動方向を逆転させることが出来る。ゾウリムシ細胞では細胞内への試薬の導入は顕微注射に頼らざるを得ない。本年度は、倒立顕微鏡に顕微注射及びケイジド化合物実験系を作成し、実際にゾウリムシ細胞にケイジド化合物を導入し、一部の繊毛のみを逆転させ、細胞全体の繊毛打を観察することに成功した。現在、得られた動画から、メタクロナールウェーブの伝搬の様子を解析中である。この秩序形成には外部からの制御は不要で、繊毛同士の相互作用から自律的に形成される。本研究の目的は、繊毛集団がメタクロナールウェーブを形成するメカニズムを、ゾウリムシを材料に、高度な顕微鏡観察と数理モデルのシミュレーションを用いて解明することであった。個々の繊毛が発生する水流は、当然、隣の繊毛に伝達する。この隣りあう繊毛どうしの水流を介した機械的な刺激が信号となって、繊毛群は強調して打ち、メタクロナールウェーブが形成されると考えられてきた。本年度、(1)繊毛の生み出す水流を一部人為的に乱し、その見だした箇所をもメタクロナールウェーブが伝播することを見出した。これはメタクロナールウェーブ伝達に水流以外の媒介があることを示している。そこで、(2)細胞膜を人為的に一定周波数で伸縮させてみると、メタクロナールウェーブの周波数は細胞伸縮の周波数に引きこまれた。これは澗胞表層部の伸縮が、メタクロナールウェーブの嘩礁介していることを示している。さらに、(3)共同研究者(Chiam Keng Hwee,シンガポール国立大学)との研究により、水流だけでなく、細胞表層の伸縮も媒介として取り入れたメタクロナールウェーブのモデルを作成した。メタクロナールウェーブは、繊毛が引き起こす流れが外液の粘性を介して隣の繊毛に伝播することで成り立つ、と考えられてきた。本研究では、この仮説が正しいかどうか、正しくなければ、他にどんなメカニズムが考えられるか、ゾウリムシを材料に検討することを目的とした。本研究で、一部の繊毛の繊毛打方向を逆転させ外液を介した伝播を遮断しても、メタクロナールウェーブは遮断域を超えて伝播することが示唆された。また、細胞をメタクロナールウェーブの周波数よりも遅い一定周波数で強制的に伸縮させ続けると、メタクロナールウェーブの周波数はやがて伸縮の周波数に一致することが分かった。

これらの実験結果から、メタクロナールウェーブが、外液を介してだけでなく、細胞膜の伸縮として伝播していることを示唆している。さらに、理論研究者との共同研究で、外液の粘性及び細胞膜の伸縮を使ってゾウリムシのメタクロナールウェーブの伝達モデルの原型を作成できた。今後、さらなる詳細な実験により、細胞表層の弾性を使ってメタクロナールウェーブが伝達するメカニズムを明らかにする。また、メタクロナールウェーブ伝達の分子メカニズムについては全くわかっていない。ゾウリムシの細胞表層にはセントリンと呼ばれるタンパク質から成る収縮性の繊維が網の目のようになって存在することが知られている。セントリン細胞骨格がメタクロナールウェーブの伝達に伴って伸縮しているか、GFPなどを用いて蛍光染色し観察し、分子メカニズムまでも明らかにしたい。ゾウリムシを使って、メタクロナールウェーブ伝達のメカニズムを明らかにすることができた。これまでいわれていた水流だけではなく、細胞表層の伸縮が関わっていることが明らかにできた。モデルの作成やシミュレーションを行うことが目標であったが、それまで至ることができた。研究成栗として、現在、論文作成中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。細胞表層の伸縮を媒介としてメタクロナールウェーブが伝達することがわかったが、その分子メカニズムについては全くわかっていない。セントリン細胞骨格がメタクロナールウェーブの伝達に伴って伸縮しているか、GFPなどを用いて蛍光染色し観察し、分子メカニズムを明らかにしたい。
干渉効果を用いた共振器型自由電子レーザーの狭帯化

本研究は、加速器からの高エネルギー電子ビームを用いた中赤外域自由電子レーザーの狭帯化法として、光の干渉性を利用した手法を研究するとともに、ビームスプリッタを用いた、中赤外域自由電子レーザー光の新しい取り出し法を試みるものである。当該年度においては、前年度に判明したビームスプリッタ表面での光のロスを補填する必要性から、KU-FEL装置の光共振器に、日本原子力研究開発研究機構で使用していた、周期33mmで周期数52、K値1.50.1のアンジュレータを譲り受け、これをKU-FELに設置するための光共振器の最適化を行った。具体的には(1)共振器からのレーザー取り出しのためのカップリングホールについて、現在の直径2.0mmから1.0mmへ変更する事で、5.7μmのFEL発振において、取り出し出力が80%程度に低下するもののゲインが9%ほど上昇する事が分かった。(2)ミラー曲率の検討のために共振器の安定化パラメータgの最適化を行い、0.75での最適解を得た。更にビームウェスト位置の最適化を行い、ミラーの曲率を上流側2946mm、下流側2456mmを得た。(3)数値計算による手法の確立を目指し、当研究グループで開発した、共振器型FELの増幅・発振に関する計算コードの拡張を行い、光回折による損失計算に関し、より柔軟な取り扱いが可能となった。当該年度においては、1)エネルギー理工学研究所に既存の共振器型中赤外自由電子レーザー(KU-FEL)の光共振器に、出し入れ可能なビームスプリッタを設置して干渉計の形成の準備を行った。また、本研究の推進の結果、ビームスプリッタ表面での光のロスが重要であり、実験的には更なるFEL増幅率が必要になる事が判明した。この対応のため、2)KU-FEL装置の光共振器に、日本原子力研究開発研究機構で使用していた、周期33mmで周期数52、K値1.50.1のアンジュレータを譲り受け、これをKU-FELに設置可能なように整備を行った。このアンジュレータの中赤外自由電子レーザー装置への本格的導入は、平成22年度に行う予定である。また3)数値計算による手法の確立を目指し、当研究グループで開発した、共振器型FELの増幅・発振に関する計算コードの拡張行った。更に4)新たに導入するアンジュレータを用いた場合のFELの特性について、本計算コードを用いて数値計算を行った。この結果、約2倍の増幅率の増加と1%を切るレーザー線幅が得られる事が分かった。なお、光共振器の光学系に関しては、まだ最適化が行われておらず、引き続き数値計算を行い、光学系の最適化を行って行く予定であり、更なるレーザー光の高性能化が期待される。
複数身体スキルの習得支援コミュニティ環境の研究

本研究では,身体性の能力開発を支援するコミュニティサイトの設計・構築を行った.特に,(1)学習者自身で初期目標を設定する環境を提供し,その初期設定行為を支援する枠組み,(2)技術的な動作解析手法の提案,および(3)コミュニティサイトにおける身体知の多次元分類に基づく能力開発訓練手法の提案を行った.工学的にはセンサデータの特徴波形分析や隠れマルコフモデルの適用,画像処理の適用などによる身体知開発に一定の効果が得られているが,運用モデルとしては,複数スキルに適用可能な汎用的訓練環境をコミュニティサイトに適用した部分は設計論として独自のものであった.本研究では、人間の全身身体活動を伴う反復運動を対象とし、そのスキル開発支援を主目的としている。特に、身体スキルにおいては、初級者から上級者まで訓練手法が変化することと、個別性の問題があるため、その訓練手法を開発することはスポーツ科学、学習科学においても困難な領域の一つである。本研究での対象には、特に初級者から中級者の層を中心とし、この層においては、個別性重視よりも一定の抽象化したアプローチを重視すべきと考えている。また、本研究の特徴の一つとして、複数種のスキルに跨って支援可能な機能・共通項を検討することが挙げられるが、それには(1)単一種の運動内での複数スキルを対象とする場合、(2)複数種の運動を対象とした複数スキルの場合、といった対象がある。平成24年度は、これらに対し、下記の研究を実施した。(1)単一種の運動内でのスキル開発支援研究反復運動系においては、スキル開発における主要な方向性は、安定化制御である。そこで、特に長時間の運動に対する共通変数として心拍を取り上げ、その機能的安定化支援環境を実現している。また、訓練における自己調整に寄与する機能として、アノテーション機能を実現し、実際に試用評価を行っている。心拍に対する知覚自体には有意な結果は得られていないが、計測された心拍数のばらつきに着目した場合には、有意な差も見られており、一定の研究成果が得られている。(2)複数種の運動に跨るスキル開発支援研究複数種に跨るスキルにおいては、その分類が必要であり、多元的な軸での分類(最大で16)を取り入れたSNS環境を構築した。SNS環境における訓練の様子は、活動記録として扱え、これらのリンク付け機能を実現した試作を行った。本研究の目的は、人間の身体活動に関する成長・熟達課程をICT(情報通信技術)で支援すべく、複数種のコミュニティに偏在する身体知の共有環境を構築することである。とりわけ、全身身体活動を伴う反復運動を対象としたスキル開発支援についてその設計論に着目する。身体スキルの開発では、初級者から段階的に訓練手法が変化することが多いが、高度なスキルになると訓練における個別性の原則が強まり、共通的な支援手法をとりにくくなる。そこで、本研究では特に初級から中級に至る層を対象として、まずスキルの分類方法を包括的に扱える手法を取り入れ、それを活用したコミュニティサイトを構築した。平成25年度は、それまでに設計・開発を行ったシステムを通じて、多様なスキルを対象にして、特にこれまで支援対象としていなかったスキルについても、スキル開発支援に取り組んできた。具体的には、反復運動の中では、各種の縄跳びやサッカーのリフティングについて取り組んできたが、類似課題としてフラフープ運動スキル開発の支援手法にも着手した。さらに、副課題として、反復運動系(連続運動)との対比軸の一つとして、分離スキルに相当する野球のスローイング解析にも着手した。これらの成果は、技術的には画像処理やその他パタン認識手法の採用・統合によるシステム開発になっているが、本研究の主旨としては、コミュニティサイト上での訓練パタンの経路化という形で実施された。これは、上述のスキル分類に基づき実現されており、一様な訓練パタンではなく、多様な経路がたどれる形で実現している。対外的成果発表としては、論文誌、国際会議や国内大会等で実施してきた他、ウェブサイト上で掲載するコンテンツ化も実現し、積極的に成果公開に努めている。本研究では,身体性の能力開発を支援するコミュニティサイトの設計・構築を行った.特に,(1)学習者自身で初期目標を設定する環境を提供し,その初期設定行為を支援する枠組み,(2)技術的な動作解析手法の提案,および(3)コミュニティサイトにおける身体知の多次元分類に基づく能力開発訓練手法の提案を行った.工学的にはセンサデータの特徴波形分析や隠れマルコフモデルの適用,画像処理の適用などによる身体知開発に一定の効果が得られているが,運用モデルとしては,複数スキルに適用可能な汎用的訓練環境をコミュニティサイトに適用した部分は設計論として独自のものであった.人間の身体動作を伴うスキル開発においては,その習熟度を他者との相対的な関係において自身で推し量る事ができると考えている.そこで,複数種のスキル(例えば,ケンダマとダーツ)をサブコミュニティとして扱えるコミュニティ援用システムの試作を行った.ここで,対象とするスキルの粒度によっては,対象運動自体をスキルとして捉える場合も,同種の運動内での複数種のスキルを対象とする場合もあり,本研究での設計論を確立する上では,これら両面を初期検討として研究を進めてきた.平成23年度には,具体的には,下記の項目を実施している.(A-1)共通変数の抽出検討:スキルパフォーマンスを評価する際の評価項目を,典型的な身体スキルをケーススタディし、その内部表現の設計を行った.スキル表現と分析に必要なスキル抽出手法については、典型的な対象スキルを複数取り上げ、検討およびシステム設計を実施した。

(A-2)コミュニティ関連付け手法の設計:A-1の設計に基づき,コミュニティ環境に適用させるべくプロトタイプを構築した.利用者を募集したが,予想よりも少なかったため,対象スキルを絞った初期試用を実施した.(B-1)蓄積コンテンツの共有環境構築:システム上のコンテンツ共有化を複数種に跨って実装する際の抽出機能を実現した.(C-1)個人間の分析手法検討:ユーザはプロファイル情報(静的情報)と行動ログ(動的情報)を有し、これらの間で、個人間のスキル伝播に関する分析手法を検討した.(1)年度始のキックオフ・ミーティング実施、オンライン・オフラインでの組織的な研究推進、および年度末の報告会を開催し、研究が順調に進んでいる。分担者だけでなく、研究協力者の精力的な活動や、文献調査もあって、平成24年度は予定していた研究成果が概ね実現できている。特に、年度末の報告会では、場所を医学部研究室にて実施し、今後も関連分野の研究者との交流および情報交換、情報収集も継続的に実施できる見込みとなった。(2)平成24年度の具体的な研究成果として、学術論文、国際会議、国内口頭発表等の通常のパブリケーション活動を実施してきた。またアウトリーチ活動の一環として、WEBでの情報発信も開始すべくCMS(コンテンツマネジメントシステム)環境を構築した。(3)システム開発においても、前年度構築したSNSシステムに対して、セキュリティを考慮したベースシステムのバージョンアップおよび機能強化を独自開発している。また、支援機能を実現し、試用評価も重ねているため、今後被験者数増加と試用期間の長期化が期待される。組織的には,キックオフミーティング以降は直接的な定期会議を設ける事が困難であったため,メール等による連絡を主として進めてきた.資料収集や試作においては,研究協力者の積極的な貢献もあり,初期検討や初期発表としては一定の成果が実現できている.具体的な研究成果は,国内外での学会発表を中心に実施してきたが,特にコミュニティ援用システムについては二種類のシステム開発を行った.すなわち,複数種の運動を対象にして,それらを結びつける事に主眼を置いたシステムと,特定のスキルに着目し,そのスキルに特化した身体動作をモニタする機構の構築である.前者は,オープンソースシステムをベースにして,WEBシステムを設計,構築した.後者は,センサを用いて詳細な身体活動のモニタリングを実施するために特定の場所内で適用可能なシステムを構築した.なお,身体活動と脳波の関係にも着目し,そのモニタリング機構についても試作を行った.研究目的に対する初年度の進捗としては,当初予定の研究項目を達成していると考えるが,定期会合や学外広報についてはもう少し進めたいと考えている.本研究を推進するために、成果公開のための広報面での活動を強化したい。本研究課題の関連研究分野には、教育工学、学習科学、スポーツ科学、認知科学等、多様であるが、その支援技術も進歩しており、技術の適用・応用対象としての注目度は高い。そこで、多様な学会活動の場や、国内外での交流の場、意見交換の場を有効活用すべく、論文誌への投稿に加えて、国際会議等の場を積極的に活用したい。
興奮性媒質の信号伝送特性

興奮性媒質において、その興奮性が低下した状態においては、パルスが伝搬につれてその大きさを感じ、伝搬中に消滅するパルスの減衰伝搬現象が生じる。そのような減衰伝搬状態にある興奮性の低下した媒質において、一端に周期パルス列刺激を与えた場合に発生・伝搬するパルス列の伝搬距離に周期倍化分岐が見られることが知られている。本研究では、その減衰伝搬パルス列の分岐現象における媒質上の時間・空間的雑音の影響について、計算機シミュレーションによって調べた。モデルとしては、神経線維の定性的モデルであるFitzHugh-Nagumoモデルに白色雑音項を付加したものを用いた。刺激周期に対するパルス列の伝搬距離の分岐図において、雑音によって伝搬距離に変動が生じるため、周期倍化分岐の構造は不鮮明になる。従来の1次元写像モデルを用いた研究結果と同様に、雑音の大きさが増大するにつれ長周期の系列が失われていく。そして、雑音の無い場合の2周期分岐点に刺激周期が近づくにつれ、伝搬距離系列には負の相関が生じ、分散も増大する。このことも、1次元写像モデルにおける安定平衡点の結節点から渦状点への移行の際における変化と一致している。また、雑音によって生じる伝搬距離の平均値の変化はモデルのパラメータの値によって異なったものとなるが、それがどのような非線形性によるものかについて調べることが今後の課題である。
地域社会におけるメディアネットワークと文化資源に関する調査研究

本研究の課題は、地域情報化を進めている地域における地域住民が具体的に生活の場においてどのようなネットワークを活用して、自らの文化資源の再生産を行っていくことを実証的に解明することを目的としていた。そのため、理論研究として(1)メディアに関する研究、(2)地域文化論などの文化資源に関する研究、(3)地域ネットワークに関する研究を進めてきた。そこにおいて、地域ネットワークを形成するものとして伝統型の祭りなどが地域文化の重要な文化資源として活用されているとともに、他方では、都市型社会の進行の中で全く新しい地域住民のネットワークが地域の文化資源として重要な役割を果たしつつあること、さらにそこにおける地域メディアの役割が重要なことを明らかにした。その基本的な枠組みは、近著「高度情報化社会におけるネットワークと地域文化」の中で検討した。そこにおいては、伝統型の祭りを軸としたネットワーク形成が地域文化として重要な役割を果たし、その文化資源の活用が地域の高度情報化と深く関わり合った事例などを紹介した。しかし、他方で都市型社会において旧来型の共同性に基礎をおいたネットワークの形成は、困難になりつつある。そこで注目されるのが、「地域共同管理」という考え方であった。これは、都市型社会においては、共同性の根拠が存在をすること、そして、現実に様々のネットワークが形成されていることが研究の中で明らかになった。本研究は、このような理論的枠組みをふまえ、地域情報化を進めている年を選定し、そこでのネットワークと文化資源に関する資料を収集し、その関係性を実証的に明らかにすることを目的としていたが、研究代表者が長期病気療養のため、実証的研究を進めることができなかった。
広域ナノパターンジェネレータ(ANGEL)の開発とナノ加工特性の解明

本研究では先端科学技術分野で重要となる広領域を対象とする超精密加工を実現するため,広域ナノパターンジェネレータ(ANGEL)と称する超精密加工システムの開発を行なっている.システムを構成する機構部,センサ部,制御部などの各構成要素は,理想的な構造を実現するために新たに開発したものである.開発した加工システムの性能評価を行なった結果,加工対象表面に所要のナノメートルオーダの微細加工を実現可能であることを確認している.本研究では先端科学技術分野で重要となる広領域を対象とする超精密加工を実現するため,広域ナノパターンジェネレータ(ANGEL)と称する超精密加工システムの開発を行なっている.システムを構成する機構部,センサ部,制御部などの各構成要素は,理想的な構造を実現するために新たに開発したものである.開発した加工システムの性能評価を行なった結果,加工対象表面に所要のナノメートルオーダの微細加工を実現可能であることを確認している.本研究では数100mm平方の広い面積にナノメートルオーダの超微細構造が展開された加工物を対象とする広域ナノバターンジェネレータ(ANGEL)を開発すると共に,それを用いてナノ加工を行い,その加工機構とナノ加工特性の解明を研究目的としている.平成19年度は主として,超精密微細加工システム(ANGEL)の機能・構造を拡張し,更なる機能高度化を行なった.その結果,以下の研究成果を得た.(1)エアタービン駆動超精密空気静圧主軸のタービン形状について空気流の圧力分布に着目した解析を行なうことによって,高速回転・低消費流量を実現するタービン形状の設計指針を得た.さらに実際に種々の形状のタービンを試作し,実験的に評価を行なった.その結果,最高回転数60000rpmを実現するエアタービンを実現した.(2)開発済みのXY平面ナノ位置決めテーブルの駆動範囲を拡張するための原理確認として,現有の1自由度超精密テーブルに提案するハイブリッドリニア駆動機構を組み込み位置決め特性評価を行なった結果,長ストロークにおいてナノメートルオーダの位置決め特性が実現可能であることを実際の駆動実験により確認した.(3)加工システム全体をエンクロージャで閉鎖環境とし,精密空気温度制御ユニットから全体に恒温の空気を供給することにより長時間の熱的安定性を確保した加工システムを実現した.(4)切削工具刃先近傍に製作したマイクロセンサを用いて超精密加工中の加工温度モニタリングを行い,その結果を超精密加工機にフィードバックすることにより,加工温度の拘束による超精密加工の適応制御を実現した.本研究では,数100mm平方の広い面積にナノメートルオーダの超微細構造が展開された加工物を加工対象とする広域ナノパターンジェネレータ(ANGEL)を開発すると共に,それを用いてナノ加工を行い,その加工機構とナノ加工特性の解明を研究目的としている.平成20年度は主として,超精密微細加工システム(ANGEL)の更なる機能高度化を行なうと共に,完成したシステムの加工特性について評価を行った.その結果,以下のような研究成果を得た.1.開発済みのXY平面ナノ位置決めテーブルシステムの駆動範囲を拡張するため,提案するハイブリッドリニア駆動機構を組み込み,その位置決め特性評価を行なった.その結果,長ストロークにおいてナノメートルオーダの位置決めが実現可能であることを実際の駆動実験により確認した.この機能拡張により,加工面積はそれまでの約100倍に拡大され,広範囲のナノ加工が可能となった.2.構築した全駆動軸を同時に制御可能な新たな制御システムを構築すると共に,各軸の運動制御に切削力補償システムを組み込むことによって,広範囲にわたってナノメートルオーダのXYZ方向の3軸同時制御加工を実現した.3.開発した超精密微細加工システムを用いて,工作物への微細表面形状の創成実験を行った結果,数10ナノメートルの形状創成が加工であることを確認した.以上の結果から,本研究で開発された新たな機能と構造を具備した超精密微細加工システムが広範囲にわたってナノメートルオーダの微細加工を実現可能であることを示し,その有効性を明らかにした.
先端技術開発に伴う有機金属化合物の循環と制御

先端技術分野で使用頻度が著しく高まっている有機金属化合物の環境中での循環と制御については、研究代表者らが過去5年間にわたり実施してきた調査的研究の成果をもとにして研究を進めた。本研究では、従来からの調査をさらに継続するとともに、環境科学の立場から実験的かつシステム的に研究を展開することを目的として予備検討を行った。本年度の研究成果として、先端技術産業では大学・研究機関・医療業や都市圏等と同様に多種少量の排出特性に即応した発生源対応型の複雑な処理プロセスが不可欠で、それらのシステム化、最適化が大きな課題となりつつあること、および人為起源の化学物質の中では利用範囲が大きく拡大した有機金属化合物に注目する必要があり、毒性の強い有機金属化合物が環境中へ廃棄された場合や無機金属が有機化反応により有機金属化合物に変換された場合の問題点などを速やかに指摘しなければならない時期にきていることが明らかになった。特に、環境中での有機金属化合物の循環、生成、制御に着目して、1000件以上にのぼる既往文献の調査・整理を試みた結果、水銀、鉛、スズ、ヒ素等の有機金属化合物に関し100ペ-ジを越えるレビュ-論文をまとめることができたことは、今後本研究を進展させるうえで大変有意義であった。実験的研究の予備検討では、先端技術産業で使用・廃棄される可能性がある有機金属化合物の実態調査を行ったところ、IC工場のCVDプロセスで近年多用されるようになった金属水銀含有ガスが注目に値することを認めた。CVD基板への水銀蒸着とCVDプロセスの進行に伴う水銀有機化の反応機構などを解明する必要があるとの認識をもとに、反応条件を正確に制御可能なフロ-インジェクション法による分析手法を導入、特に気相での有機金属化反応をモデル実験により解析するため、本年度はまず実験装置の開発と製作について具体的検討を行った。
ヒトにおける静的運動時の血圧及び心拍数調節機序に関する研究

運動時の循環調節のメカニズムは不明な点が多い。最も単純な筋緊張を持続させる静的運動時の血圧上昇は筋交感神経活動の上昇が重要な要素であることが報告されている。しかし、その血圧上昇が、延髄の循環調節中枢を介したメカニズムであるか、または脊髄レベルでの反射性の調節であるかは不明である。このメカニズムの一端を明らかにする目的で、延髄から交感神経節の連絡が傷害された頚髄損傷完全四肢麻痺者7名と健常者7名を対象に、静的運動時の血圧と心拍数の変化を観察した。被験者は2分間の安静臥位の後、肘関節屈曲筋群の最大収縮筋力の35%で2分問等尺性持続収縮を行った。その結果、平均血圧は健常者において101.0±4.2から117.0±4.9mmHg(平均±SD)へ、頚損者では74.7±2.2mmHgから81.9±4.1mmHgへ有意に(P<0.05)上昇した。しかし、心拍数は健常者で、68.7±3.8から76.0±3.1beats/minへ有意に(P<0.05)上昇したが、頚損者では運動による有意な変化は認めなかった。ノルエピネフリンとエピネフリンは健常者において有意な上昇(P<0.05)を認めたが、頚損者は上昇しなかった。以上の結果より、静的運動による心拍数上昇は延髄を介する調節系が主な役割を担っていることが判明した。一方、頚損者の心拍数が不変な状態での血圧上昇は、静的運動時の血圧上昇が主に、カテコールアミンの上昇が少ない末梢血管の収縮による事を示している。また、そのメカニズムとして、運動筋内の受容器からの情報が、脊髄レベルで反射性に末梢血管の収縮をもたらす経路の存在が結論された。以上のように、本研究はおおむね目的を達成する成果を得られた。今年度は、まず、実験システムの構築を行った。頚髄損傷者は残存筋(随意的に筋収縮を惹起できる筋)が極めて限られているために、運動負荷をかけるための特殊な装置が必要であった。まず、その装置を開発し、上腕二頭筋をの収縮を定量的に行えるシステムを完成した。つぎに、5回にわたる健常者での基礎実験を行い、システムの最終調節を行った。以上の準備の後、今年度は、第5から7頚髄節の間に障害を持つ完全四肢麻痺者5名で実験を行った。安静臥床3分間の後、最大収縮の30%で上腕二頭筋を2分間収縮させ、その後、回復期を5分間観察した。実験を通じて、心拍数、血圧を測定した。これまでの結果では、頚損者の平均血圧は75±6mmHg(平均±SD)から83±8mmHgへ上昇傾向にあった。しかし、心拍数は68±10beats/minから特に変化は認めなかった。これまでの結果のみで議論を行うと、心拍数が変化しなかった結果は末梢の交感神経活動の亢進が血圧上昇に寄与していることを推察させた。一般に、頚髄損傷者では延髄の循環調節中枢から末梢の交感神経への調節経路が頚髄レベルで障害されていることが知られている。したがって、静的運動時の血圧上昇の経路は上位中枢を介さない脊髄レベルでの反射性のメカニズムが関与していることが示唆された。

来年度は、当初の研究計画書に述べたように、例数を増し、統計学的な検討に耐えうる結果を得ることと、コントロールとして年齢を合わせた健常者の測定も同様に充実させる予定である。運動時の循環調節のメカニズムは不明な点が多い。最も単純な筋緊張を持続させる静的運動時の血圧上昇は筋交感神経活動の上昇が重要な要素であることが報告されている。しかし、その血圧上昇が、延髄の循環調節中枢を介したメカニズムであるか、または脊髄レベルでの反射性の調節であるかは不明である。このメカニズムの一端を明らかにする目的で、延髄から交感神経節の連絡が傷害された頚髄損傷完全四肢麻痺者7名と健常者7名を対象に、静的運動時の血圧と心拍数の変化を観察した。被験者は2分間の安静臥位の後、肘間節屈曲筋群の最大収縮筋力の35%で2分間等尺性持続収縮を行った。その結果、平均血圧は健常者において101.0±4.2から117.0±4.9mmHg(平均±SD)へ、頚損者では74.7±2.2mmHgから81.9±4.1mmHgへ有意に(P<0.05)上昇した。しかし、心拍数は健常者で、68.7±3.8から76.0±3.1beats/minへ有意に(P<0.05)上昇したが、頚損者では運動による有意な変化は認めなかった。ノルエピネフリンとエピネフリンは健常者において有意な上昇(P<0.05)を認めたが、頚損者は上昇しなかった。以上の結果より、静的運動による心拍数上昇は延髄を介する調節系が主な役割を担っていることが判明した。一方、頚損者の心拍数が不変な状態での血圧上昇は、静的運動時の血圧上昇が主に、カテコールアミンの上昇が少ない末梢血管の収縮による事を示している。また、そのメカニズムとして、運動筋内の受容器からの情報が、脊髄レベルで反射性に末梢血管の収縮をもたらす経路の存在が結論された。以上のように、本研究はおおむね目的を達成する成果を得られた。
細胞内物流システム解明のためのイメージデータを基としたデジタル解析システムの開発

細胞内の多様な輸送経路の統括的理解を目的に様々なイメージング技術の開発がなされ、撮影した画像情報からの定量解析技術の確立が求められている。本研究では、個人の判断基準によらない解析手法の開発を目的として、細胞内物流システム解析に特化した画像処理アルゴリズムの研究と細胞内物流システムの長時間観察システムの開発を実施した。これらの新規手法を元に、細胞生物学者に優しい画像処理計算ソフトウェアを開発し無償公開を実施した。細胞内の各物質輸送経路の統括的解明は,病態の理解に向け非常に重要であるが,現状の細胞生物学は特定のオルガネラや個々の輸送経路に関する研究が主である.また,観察された画像データに対しての解析・解釈は,研究者個人の主観によるところが大きい.それ故,細胞全域での複合的な輸送機構(いわゆる細胞内物流システム)に対して,個人の判断基準によらない観察画像の定量的解析手法の研究・開発が急務である.本研究では,細胞内物流システム解明のための観察画像を基とした新しいデジタル解析システムの確立に向け,細胞内輸送のための観察装置や画像処理計算法とそのソフトウェアの研究・開発を実施している.細胞内の多様な輸送経路の統括的理解を目的に様々なイメージング技術の開発がなされ、撮影した画像情報からの定量解析技術の確立が求められている。細胞内の各物質輸送経路(細胞内物流システム)の統括的解明は、病態の理解に向けて非常に重要である。その解明には、個人の判断基準によらない定量的手法による、細胞内の様々な輸送経路の統一的な定量解析と統括的理解こそが、病態の理解を進めるための最重要課題であると考える。そこで、細胞内物流システム解明のための観察画像を基とした新しいデジタル解析システムの研究・開発を目的とし、細胞内輸送観察システム構築、細胞内物流システム画像処理計算法とそのソフトウェアの研究・開発を実施する。本年度は、5年計画の初年度として、本研究の基盤を確定することに注力した。本新学術研究においては、各計画研究班の研究対象は全く異なる輸送経路であることから、全対象に個別に対応した画像処理計算法を開発することは困難である。そこで、各計画研究班の研究員と直接顔を合わせて、研究対象とそれらの解析方法について課題と要素の抽出を行った。この成果を基に、定量的解析の基盤となる2つの事項の研究開発を行った。「細胞内物流システム解析に特化した画像処理アルゴリズムの研究・開発」では、「輸送」に関連する共通情報の抽象化を行い、輸送速度や幾何情報、位置の相関など、画像データから数値化できる共通要素を抽出し、その基礎となるアルゴリズムについて既存研究の調査と基本設計を行った。「細胞内物流システムの長時間観察システムの開発」では、980nm励起、可視光蛍光を発する希土類のアップコンバージョン粒子に対応した共焦点レーザー顕微鏡システムの開発を行った。次年度以降、これらの研究成果を基に、実際の細胞の観察と細胞画像の処理を行うと共に、解析の基礎を確立する予定である。細胞内の各物質輸送経路の統括的解明のための定量解析と統括的理解に資する、細胞内画像を基とした新しいデジタル解析システムの確立をの目指して、細胞内輸送観察システム構築、細胞内物流システム画像処理計算法とそのソフトウェアの研究・開発を実施した。1.細胞内物流システム解析に特化した画像処理アルゴリズムの研究・開発細胞内画像に対する専門家の領域抽出の認識基準が、画像中の輝度、テクスチャ特徴、領域形状であることを見いだし、その評価基準を実装した抽出システムの開発を進め、時空間でトポロジー変化が生じる細胞内画像に対し、精度高い抽出を実現するアルゴリズムを自動的に選択し、大量画像からも精度高い抽出できることを示した。また、細胞内観察画像の特徴抽出API開発とそれに必要な要素アルゴリズムの研究を実施し、画像中の顕著な特徴分布を計算出来る2次元Saliency及びスケール変換に依存しない特徴点群の2次元SIFTを3次元画像に対して拡張する事に成功した。また、離散曲率導関数計算法に関する研究をすすめ、国際的に高い評価を得た。2.細胞生物学者に優しい画像処理計算ソフトウェアの研究・開発新規アルゴリズムや理論公募班の研究成果を直ちに生物系研究者が活用できるソフトウェアにするための画像処理統合プラットフォームを設計し、プラグインの形で連結する仕組みを構築した。また、基礎的な処理ライブラリを開発した。3.細胞内物流システムの長時間観察システムの開発・運用近赤外光により可視光を発するアップコンバージョン粒子を観察するシステムの構築を進めた。昨年度導入の共焦点レーザー顕微鏡に980nmのレーザー光を導入する系を開発し、シングルピンホール型の装置として初めてサブミクロン精度の3次元観察に成功した。次年度以降にこれらの成果を基に、実際の細胞の観察と細胞画像の処理を行うと共に、解析の基礎を確立する予定である。細胞内の各物質輸送経路の統括的解明のため、細胞内画像に対する新しいデジタル解析システムの確立を目指し、細胞内輸送観察システムの構築、画像処理計算法とそのソフトウェアの研究・開発を実施した。1.細胞内物流システムの解析に特化した画像処理アルゴリズムの研究・開発細胞内画像に対する専門家の領域抽出を、コンピュータで再現するためのエキスパートシステムの開発を進めた。膨大な計算量をカバーするための大規模クラスターを用いた計算システム、GUIによる計算デザイン用ソフトウエアを開発した。

また、時間変化を伴う画像の輝度情報に対し、3次元のSaliencyとSIFTを開発し、細胞内画像に特異的な輝度変化の特徴を見いだした。さらに、観察画像をベクトル情報として表現することで、画像の高解像度化技術を開発した。2.細胞生物学者に優しい画像処理計算ソフトウェアの研究・開発開発アルゴリズムや理論系公募班の研究成果を直ちに生物系研究者が活用できるよう、画像処理統合プラットフォームの設計開発を進めた。データ入出力の仕様を設計・公開すると共に、画像処理の各種フィルタをプラグインとして自在に連結可能なプロトタイプシステムを開発した。次年度以降、基礎的な画像処理プラグインの開発とソフトウエアの公開を実施する。3.細胞内物流システムの長時間観察システムの開発・運用近赤外光により可視光を発するアップコンバージョン粒子の観察システム構築を進めた。近赤外光により可視光を発する20-30nmのアップコンバージョン発光ナノ粒子の単分散体を得ること、粒子上に分散安定性の付与と非特異相互作用の抑制を目的としたPEGを修飾することに成功した。さらに、細胞内の微弱な可視域の蛍光を観察するために、980nmの3Wと観察光として高強度な固体レーザーを導入する装置を開発した。次年度は、これらを細胞中に導入し、細胞のアップコンバージョン発光三次元イメージングの基礎を確立予定である。本研究では、細胞内の様々な輸送経路の統括的理解を目指し、1細胞内物流システム解析に特化した画像処理アルゴリズムの研究・開発、2細胞生物学者に優しい画像処理計算ソフトウェアの研究・開発、3細胞内物流システムの長時間観察システムの開発・運用の3課題を実施している。特に平成23年度には、12の目的を達成するため、提案した画像処理アルゴリズムを画像処理統合プラットフォーム上で動作させるための研究開発を実施した。これは、提案アルゴリズムを生物学研究者が容易に利用できることを目的に開発したものである。主に、3次元以上の情報をユーザーが容易に操作できるためのユーザーインターフェースを作成した。開発システムを使用者や使用環境によらず、より使いやすく堅牢なソフトウェアとするため、一部のコーディングは外注することによりシステムの品質を確保した。具体的には、画像処理統合プラットフォームであるVCAT5の改変と共に、繰り返しの定型作業を容易に実行するためのマクロ機能の開発を行った。マクロ機能として、VCAT5で操作した手順を記録すること、記録した手順をファイルとして出力すること、手順を編集すること、編集した手順を実効制御することの機能を開発した。開発したシステムは、VCAT5のプラグインとして実装することにより、ユーザーにとって利用のインターフェースの統一を図った。また、開発プロットフォームを領域内の研究者に公開し、処理の問題点や使い勝手などの問題点を洗い出しを図った。