hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
著作権保護のための計算機ホログラフィにおける電子透かしの新しい研究

本研究では,電子透かしに対する計算機ホログラムの埋め込みの可能性について検討を行った.まず,誤差拡散法による計算機ホログラムの埋め込みについての可能性については,デトア位相型による計算機ホログラムの場合と比較して,幾何学的な攻撃に対しては,拡大縮小以外の攻撃について同等以上の攻撃耐性を有することと,ホログラムを用いる場合の特徴を大きく損なうことはないことが示された.次に,2値画像に対する情報の埋め込みとして計算機ホログラムを埋めこむ方法について検討を行った.計算機ホログラムにおける1ドットを2値画像における4ドット×4ドットの領域に見立てて,その白黒に応じてディザ行列を選択し,濃淡画像を2値化する方法を考案した.この方法によれば,その2値画像をホログラムとして縮写すれば著作権情報である秘匿情報が抽出できることが明らかとなった.また,上記手法に関して,電子透かしという観点から,StirMark攻撃ツールを用いて攻撃耐性を検討した.計算機ホログラムの性質上,テクスチャの形状がわかる範囲で幾何学的な攻撃に対しては有効であることがわかった.情報の一部切り取りの攻撃に対しては,ホログラムの性質と同様,秘密画像の抽出においては問題がないことがわかった.カードへの応用を鑑みて磨耗を考慮したフィルタリングについてはStirMark攻撃による平滑化フィルタリングに対しては有効であることがわかった.今後の課題として,メディアンフィルタやディストーション攻撃耐性の向上を行う必要があるとともに,実用化をにらんで偽造防止カードの試作を行いたい.2003年度は,電子透かしに対する計算機ホログラムの埋め込みの可能性について検討を行った.まず,誤差拡散法による計算機ホログラムの埋め込みについての可能性については,デトア位相型による計算機ホログラムの場合と比較して,幾何学的な攻撃に対しては,拡大縮小以外の攻撃について同等以上の攻撃耐性を有することと,ホログラムを用いる場合の特徴を大きく損なうことはないことが示された.次に,2値画像に対する情報の埋め込みとして計算機ホログラムを埋めこむ方法について検討を行った.計算機ホログラムにおける1ドットを2値画像における4ドット×4ドットの領域に見立てて,その白黒に応じてディザ行列を選択し,濃淡画像を2値化する方法を考案した.この方法によれば,その2値画像をホログラムとして縮写すれば著作権情報である秘匿情報が抽出できることが明らかとなった.2004年度は,電子透かしに対する計算機ホログラムの埋め込みの有効性について検討を行った.まず,誤差拡散法による計算機ホログラムの埋め込みについては,デトア位相型による計算機ホログラムの場合と比較して,幾何学的な攻撃に対しては,拡大縮小以外の攻撃について同等以上の攻撃耐性を有することと,ホログラムを用いる場合の特徴を大きく損なうことはないことが示された.次に,2値画像に対する情報の埋め込みとして計算機ホログラムを埋めこむ方法について検討を行った.計算機ホログラムにおける1ドットを2値画像における4ドット×4ドットの領域に見立てて,その白黒に応じてディザ行列を選択し,濃淡画像を2値化する方法を考案した.この方法によれば,その2値画像をホログラムとして縮写すれば著作権情報である秘匿情報が抽出できることが明らかとなった.さらに,ディザ画像の画質を損なわない電子透かしの方法を開発しているところである.この開発を進め,今後は成果の発表を行いたい.本研究では,電子透かしに対する計算機ホログラムの埋め込みの可能性について検討を行った.まず,誤差拡散法による計算機ホログラムの埋め込みについての可能性については,デトア位相型による計算機ホログラムの場合と比較して,幾何学的な攻撃に対しては,拡大縮小以外の攻撃について同等以上の攻撃耐性を有することと,ホログラムを用いる場合の特徴を大きく損なうことはないことが示された.次に,2値画像に対する情報の埋め込みとして計算機ホログラムを埋めこむ方法について検討を行った.計算機ホログラムにおける1ドットを2値画像における4ドット×4ドットの領域に見立てて,その白黒に応じてディザ行列を選択し,濃淡画像を2値化する方法を考案した.この方法によれば,その2値画像をホログラムとして縮写すれば著作権情報である秘匿情報が抽出できることが明らかとなった.また,上記手法に関して,電子透かしという観点から,StirMark攻撃ツールを用いて攻撃耐性を検討した.計算機ホログラムの性質上,テクスチャの形状がわかる範囲で幾何学的な攻撃に対しては有効であることがわかった.情報の一部切り取りの攻撃に対しては,ホログラムの性質と同様,秘密画像の抽出においては問題がないことがわかった.カードへの応用を鑑みて磨耗を考慮したフィルタリングについてはStirMark攻撃による平滑化フィルタリングに対しては有効であることがわかった.今後の課題として,メディアンフィルタやディストーション攻撃耐性の向上を行う必要があるとともに,実用化をにらんで偽造防止カードの試作を行いたい.
水性金属酸化物ゾル中の粒子の有機相への抽出に関する基礎的研究

本研究において、金属酸化物ゾルを対象とし、微粒子の分離法として油-水系の界面現象を利用した液-液抽出を適用し、溶媒抽出で使われる抽出剤との反応、特に今回はキレート試薬の錯体形成反応を表面改質に応用し、油相、水相あるいは油-水2相系に関与する諸条件を逐次変化させて水性ゾル中の粒子の抽出実験を行い、その結果に対する熱力学的な考察を併せて行うことによって、粒子を油中移行させるために関与する各種因子の役割について検討することを試みた。まず、代表的なキレート試薬であるオキシンを含むイソオクタンを油相として用い、酸化第二銅、酸化第二鉄、酸化亜鉛、二酸化珪素などの金属酸化物粒子を対象とした液-液抽出試験を行った。その結果、あるpH領域で各金属酸化物粒子の回収率が極大となることが認められた。このpH域がそれら金属-オキシン錯体形成反応が最もよく進行するpH領域と一致していることを、この反応の進行度合いの指標である条件安定度定数を導入して明らかにした。次いで、油-水系におけるオキシン分子の分配現象との相関性に関連して、オキシンのイソオクタン-水系における分配実験を通して、水相pHが上記pH値よりも低下すると油相中オキシン分子あるいはオキシンの陽イオン化学種が増加することを認め、酸性側での金属酸化物粒子の回収率低下は金属-オキシン錯体形成反応に与るオキシン陰イオン化学種が著しく低下することに起因することを指摘した。
2020年東京オリンピック・パラリンピックに向けての熱中症予防対策

2020年東京オリンピック・パラリンピックにおける屋外競技開催予定地で7月下旬から8月下旬の環境測定を実施し,選手および観客に対する熱中症発症の危険性と予防対策について現状(平成27から29年)を環境面から検討する.屋外競技開催予定地である7月下旬から8月下旬における過去10年間の環境測定データ(一番近くの観測点)から,2020年東京オリンピック・パラリンピック時の環境条件を推測し熱中症発症の危険性と予防対策を環境面から検討する.開催予定日時に合わせて各競技を模擬的に実施し,選手および観客の温熱生理学的反応の測定を行い,生体側から熱中症発症の危険性と予防対策を検討する.2020年東京オリンピック・パラリンピックにおける屋外競技開催予定地で7月下旬から8月下旬の環境測定を実施した.一つは,定点観測で,ほとんど会場で実施される競技種目(陸上,テニス,サッカー),もうひとつは移動観測で競技者が時間とともに大きく移動する競技種目(トライアスロン,マラソン,ロードレース)で,気温,相対湿度,黒球温度から求められる熱中症指数WBGTを算出し,日本体育協会から発表されている熱中症予防運動指針から,熱中症発症の危険性を評価した.それにより,2020年東京オリンピックにおける選手,観衆,ボランティアおよび競争役員に対する熱中症発症の危険性について検討した.2020年東京オリンピック予定期間における過去50年間の気象庁の観察データの解析から,日照の確率は73.51%となった.過去10年間気象庁の観察データの分析によって,2020年東京オリンピック開催予定期間におけるWBGTは34.56°Cであった.競技会場周辺と気象庁の過去の環境温度の分析から,暑さ指数であるWBGTは,選手,観客,ボランティア並びに競技役員に対して熱中症の発症の危険性が極端に高い環境であることが明らかとなった.期間中にロードバイクに環境温度計を設置し,スタートからゴールまでをマラソン競技の走行スピードに相当する時速20km時の環境温度を計測し,熱中症の危険性を評価した.平均WBGTは7月26日が30.44°Cで30°Cを超え,次いで8月4日が29.62°C,8月9日が26.97°Cであった.また,平均乾球温度は, 7月26日が36.91°C, 8月4日が34.55°C,8月9日が32.44°Cであった.その結果,走行時に選手が曝露されるWBGTは予想以上に高く,これにマラソン運動による2時間以上の体温上昇の負担も加わることから,熱中症を防ぎ良い成績を残すためには暑熱下トレーニングを実施し,十分な暑熱順化が必要になると思われる.すでに2015年度,本研究に関する学会発表として,8月日本スポーツ健康科学学会にて予定されている東京オリンピック屋外競技会場の環境測定を実施し,開催予定期間のWBGTから熱中症の危険性について報告した.また,気象庁の過去50年間の環境温度観測データから,2020年東京オリンピック開催期間の環境予測も報告した.また,同じ8月には,ランニング学会において,2020年東京オリンピック・マラソン競技コースにおいて,環境温度を測定したWBGTから各地点の熱中症の危険性を報告した.さらに,11月には日本生気象学会において,2020年東京オリンピック・マラソン競技について,マラソンコースを実際に移動(マラソンの速度時速20km)しながら,環境温度の測定を実施し,選手の立場から熱中症の危険性を報告した.また,本研究に関する論文として,日本スポーツ健康科学雑誌に,「2020年東京オリンピック競技開催予定期間における環境温度の予測」を発表した.当初の研究計画どおり進行している.平成28年度の研究は,12020年東京オリンピック競技開催予定期間における環境温度の予測として,屋外競技の開催が予定されている7カ所の場所で環境測定を2014年7月24日から8月9日の日中測定をした.また,気象庁の環境データを使用し,過去50年間の7月24日から8月9日の分析を行った.実際に競技場の環境測定からは,選手,観客,ボランティア,競技役員が極めて高い温度環境に曝露され,熱中症発生の危険性が高いことが明らかとなった.さらに,気象庁の環境温度データより,現場の環境温度データが高いことも確認した.さらに,気象庁データの解析から,2020年の開催期間のWBGTが最高34.56°Cになる可能性も予測された.22020年東京オリンピックマラソン時のWBGTの予測について,実際にマラソンランナーが走る速度で,開催期間中にバイクを用いてコースを走り,連続的に環境測定を実施した.その結果,競技中のWBGTは,平均27.0°Cから30.4°Cとなり,マラソン選手にとって過酷な高温環境下でマラソンが開催される可能性が高いことが確認された.その他,陸上競技長距離選手の熱中症発生の実態を調査し,実際に過去に熱中症の症状を呈した選手は,非常に高い割合で既往経験があることが明らかとなった.また,実際の陸上競技長距離選手を被験者として,夏期暑熱環境下で1万メートルの模擬競技を行い,環境と体温調節反応の関連性も検討した.平成28年度の研究結果を踏まえ,平成29年度は,選手側と,選手以外の観客,ボランティア,競技役員側の2方面から,東京地方の夏における屋外競技会場での熱中症予防対策を考案し,その検証データを解析することが必要である.当初の計画どおり,選手側と観客,ボランティア,競技役員側からみた環境測定および生体反応の研究がおこなわれており,学会発表を実施し,研究論文も受理され,公表されている.

平成29年度の研究は,1平成27・28年度の再度検証,2その検証を踏まえて,熱中症予防対策を考案することの二つである.東京オリンピック競技開催予定期間における環境温度の予測として,7カ所の屋外競技会場で環境測定を7月24日から8月9日の日中測定をした.また,気象庁の環境データを使用し,平成27・28年7月24日から8月9日の分析を行った.2020年東京オリンピックが2年後近づく中,より現実的な環境予測から,選手,観客,ボランティア,競技役員は極めて高い温度環境に曝露され,熱中症リスクが高くなることを確かめた.また,マラソンコース沿道および各競技会場において,オリンピック開催と同期間における晴天時の天空率および直射光の透過時間を計測し,沿道各地点において観戦者が直射日光に暴露される負担度を検証し,さらにその透過時間から日射および紫外線暴露量を算出し,熱中症リスクの高い場所を検証した.東京オリンピック屋外競技会場において競技役員,ボランティア,観客等が競技を観戦する際の熱中症予防対策として,本研究で日傘に活用を考案した.熱中症リスク軽減のために,炎天下暑熱暴露時の日傘内の環境測定および日傘内のヒトの体温調節反応について検討した.その結果,日傘内のWBGTは,日傘外に比較して顕著に低く環境側からの熱中症リスクの軽減が確かめられた.さらに,日傘内の体温調節反応においても,皮膚温,発汗量,脱水率等で熱中症リスクの軽減が認められた,このことから,2020年オリンピック期間中における観戦者の熱中症リスクを高める原因である屋外競技場での観戦や待機待ちなどにおいて日傘が有効な対策であることが期待できる.2020年東京オリンピック・パラリンピックにおける屋外競技開催予定地で7月下旬から8月下旬の環境測定を実施し,選手および観客に対する熱中症発症の危険性と予防対策について現状(平成27から29年)を環境面から検討する.屋外競技開催予定地である7月下旬から8月下旬における過去10年間の環境測定データ(一番近くの観測点)から,2020年東京オリンピック・パラリンピック時の環境条件を推測し熱中症発症の危険性と予防対策を環境面から検討する.開催予定日時に合わせて各競技を模擬的に実施し,選手および観客の温熱生理学的反応の測定を行い,生体側から熱中症発症の危険性と予防対策を検討する.2016年度も,昨年度と同じように,東京オリンピック・パラリンピック開催予定期間における環境測定を実施しデータの蓄積を行いたい.とくに,マラソンコースにおいて実際にランナーに模擬競技を実施し,選手側の立場から熱中症の危険性の評価を試みる予定である.さらに,民間の気象関係会社と連携して,東京地域において,過去の地点観測された環境データを提供してもらい,競技会場周辺の環境温度が開催予定期間でどのような現状か,観客,ボランティア,競技役員の立場から,熱中症の危険性を評価する.平成29年度は,観客,ボランティア,競技役員側からみた2020年東京オリンピック期間中の熱中症発生の予測とその予防対策について,特に検討する.気象予報会社から提供された東京地方の競技会場予定地の気温と相対湿度のテータから,オリンピック・パラリンピック開催期間中のWBGTを推測するとともに,実際に2017年の7月から9月における環境温度をWBGT計により測定し,両方の測定値を比較検討する.また,熱中症予防対策の有力な方法である日傘による観客,選手役員,ボランティアの対策を実験的に検証する.環境生理学
X線原子吸光法の開発と原子太陽系星雲における固-気反応の研究

1.測定システムの設計、試作メーカに特注して装置を試作した。装置の構成は原子吸光測定装置の光源のかわりに放射光を用い、X線検出器をバーナの前面、光路に垂直に設置したものである。ネブライザーによる試料導入部、ガスバーナ、フレームの熱から測定器を保護しX線を透過する窓のついた断熱壁、入射X線検出用イオンチェンバー、蛍光X線検出用Lytle型検出器から構成される測定システムを作成した。バーナは原子吸光装置に用いられている2200°Cまで加熱できるアセチレン-空気バーナーを小型に改造して用いた。冷却は水冷循環式とした。断熱壁はアルミ合金で作製しアルミ箔のX線透過窓を2重に設置した。バーナーの上部に排気ダクトを設置した。2.測定測定は高エネルギー物理学研究所放射光実験施設で、Si(111)2結晶モノクロメータを有するビームラインBL-6Aにおいて行った。銅、ニッケル、ルビジウム、ストロンチウムの硝酸塩の1M溶液をフレーム中に導入し、フレーム中の金属原子のX線吸収端スペクトルを蛍光法で測定した。X線光路に対してバーナの高さを上下する事により、異なる温度でのデータを収集した。3.成果銅とニッケルのX線吸収スペクトルは、金属のスペクトルとは明確に異なっていた。すなわち、原子化した孤立原子のスペクトルの測定に成功したことになる。また、ルビジウム、ストロンチウムはイオン化状態のスペクトルが得られた。フレームの中でのX線の位置を変化させると、温度の違いによる状態の異なるスペクトルが得られた。現在、詳しい解析を行っているが、これらのデータは世界初の画期的な知見であり、萌芽的研究である本研究の目標を十分に達成できたと言えよう。これらの成果は本年8月にドイツのベルリンで開催されるXAFSの国際会議で発表する予定で、すでに講演要旨とともに発表の申込を行った。
画像処理によるリアルタイム手掌部動作認識手法に関する研究

人工現実感などの研究では,手先の動きそのものをコンピュータの操作に用いるインタフェースが広く用いられている.これらの研究で用いられる入力装置は,データグラブなどメカニカルな方法によるものが大部分であるが,画像処理を用いて非接触で手先の動作を認識できれば,手先に何も装着する必要がないので非常に自然な感覚でコンピュータの操作を行うことができる.このように,手先の動作を直接入力するインターフェースを実現しようとすると,操作者が行なった動作に対して瞬時にレスポンスを返す必要があるため,リアルタイムで手先の動きを認識しなければならない.しかしながら,手先の動作を認識するためには手先の各関接の屈曲角を計測する必要があるが,これを画像処理により行おうとすると計算量が膨大となり,リアルタイムで処理するのは極めて困難である.手先の動きは非常に複雑であるが,各関節は完全に独立した動きを行なえるのではなくて,一定の拘束条件の下でしか働くことができない.したがって,手先の動作を,画像処理により検出するのが容易な情報をパラメータとするモデルで表現することができれば,リアルタイムで手先の動作を認識することが可能となる.本研究で,我々は2指(親指と人差指)で物を操作する動作について,その動作を表現するモデルを導出した.このモデルは,2指の指先の座標とその夾角より2指のすべての関節の屈曲角度を計算することができる.さらに,このモデルを用いて2指の運動を画像処理によってリアルタイムで認識可能な方法を提案した.また,この手法を,コンピュータの入力システムに応用し,手先の動きを非接触で認識可能なインタフェースを構築した結果,この方式がマンマシンインタフェースとして有効であることを確認できた.人工現実感などの研究では,手先の動きそのものをコンピュータの操作に用いるインタフェースが広く用いられている.これらの研究で用いられる入力装置は,データグラブなどメカニカルな方法によるものが大部分であるが,画像処理を用いて非接触で手先の動作を認識できれば,手先に何も装着する必要がないので非常に自然な感覚でコンピュータの操作を行うことができる.このように,手先の動作を直接入力するインターフェースを実現しようとすると,操作者が行なった動作に対して瞬時にレスポンスを返す必要があるため,リアルタイムで手先の動きを認識しなければならない.しかしながら,手先の動作を認識するためには手先の各関接の屈曲角を計測する必要があるが,これを画像処理により行おうとすると計算量が膨大となり,リアルタイムで処理するのは極めて困難である.手先の動きは非常に複雑であるが,各関節は完全に独立した動きを行なえるのではなくて,一定の拘束条件の下でしか働くことができない.したがって,手先の動作を,画像処理により検出するのが容易な情報をパラメータとするモデルで表現することができれば,リアルタイムで手先の動作を認識することが可能となる.本研究で,我々は2指(親指と人差指)で物を操作する動作について,その動作を表現するモデルを導出した.このモデルは,2指の指先の座標とその夾角より2指のすべての関節の屈曲角度を計算することができる.さらに,このモデルを用いて2指の運動を画像処理によってリアルタイムで認識可能な方法を提案した.また,この手法を,コンピュータの入力システムに応用し,手先の動きを非接触で認識可能なインタフェースを構築した結果,この方式がマンマシンインタフェースとして有効であることを確認できた.
既存の言語を越える絵文字チャットコミュニケーションの構築とその応用

絵文字のみで外国人とコミュニケーションをとることを目標とし,日本人と外国人との絵文字アイコンおよびその文章に関する差違を明らかにする研究を行った.その結果,日本人は正解の場合は丸(○)を使うが,外国人はチェックマーク(.)を使うなど,スラングなどを含め,各言語の特徴をそのまま絵文字に引き継いでいることが示唆された.また,日本人は基本的に絵文字でもSOVの文法で記述し,外国人は基本的にSVOの文法で記述するが,日本人でもSVOで記述することがあることが明らかとなった.近年,国際化が叫ばれているが依然として言語の大きな壁が存在する.絵文字は,国や人種により幾分の解釈の差違はあるが,世界共通で認識されるものも多い.そこで,国民(人種)による絵文字の解釈の相違を体系的に明らかにして,典型事例(プロトタイプ)として理解される絵文字を作成し,この絵文字を用い,各種言語で提示した文章に対して絵文字を選出/配列してもらって文章を作成する.この文章から絵文字文章作成指標を作成し,これを基にした例文表示機能を装備し,言葉の異なる観光客でも操作が簡単なシステムを用いると,絵文字のみの文章でも日常のコミュニケーションがとれるのではないかと考えた.絵文字で言葉の壁を打ち破るのである.これを実現するため,一般の人でも操作が容易な直接的な操作インタフェースをもつ携帯端末やテーブルトップインタフェースを入力インタフェースとして用い,絵文字を直感的に選択でき,さらに選んだ絵文字の例文表示機能を装備した絵文字チャットコミュニケータを開発する.そして,単に従来の絵文字のリストから絵文字を選んで絵文字の文章を作成するより,典型的な絵文字を使い,例文表示機能を使用すれば,短時間に絵文字の文章が作成でき,相手にも伝わりやすいという仮説を設け,これを実証する絵文字のみで外国人とコミュニケーションをとることを目標とし,日本人と外国人との絵文字アイコンおよびその文章に関する差違を明らかにする研究を行った.その結果,日本人は正解の場合は丸(○)を使うが,外国人はチェックマーク(.)を使うなど,スラングなどを含め,各言語の特徴をそのまま絵文字に引き継いでいることが示唆された.また,日本人は基本的に絵文字でもSOVの文法で記述し,外国人は基本的にSVOの文法で記述するが,日本人でもSVOで記述することがあることが明らかとなった.1.国外,国内でアンケート実験を行い,これより絵文字の典型事例(プロトタイプ)を抽出する.日本人(12人)と中国人(10人)のアンケート結果から,主語,5W1H,形容詞,時間関係,動詞などの新しい絵文字の作成と,漢字を使った絵文字や内容が分かり難い絵文字などの削除を行った.2,絵文字の統語法(文法)を解明する.外国人と日本人の実験を9回実施した.その結果,1文章あたりの平均絵文字数は2.8文字であることが分かった.1文章あたりの絵文字の数が少ないため,文法の解明までには到っていない.3.日本と外国との絵文字アイコンおよびその文章に関する差違を明らかにする.正解を表わす丸印は外国では通用せずチェックマークがその意味となること,食べ物の絵文字(エビフライ,卵焼き等)は日本人にしか理解できないことなどがわかった.4.例文表示機能を装備する絵文字チャットコミュニケータを開発する.絵文字の文章そのものを例文として示しても分かりにくいため,絵文字の文章の内容をビデオ映像で示し,その下に絵文字文章を提示する機能を開発した.5.直接的な操作インタフェースをもつ機器上でシステムを開発する.これらのシステムを開発した結果,直接的な操作インタフェースをもつ携帯情報端末では絵文字が小さいとき指で拡大を行うなど,その特性を活かした操作ができることがわかった.また,テーブルップインタフェースでは相手の操作を見て,相手の文章作成の支援などをできることがわかった.1.開発した仮説実証実験用システムを使って日本国内および米国,中国を中心に世界各地で実験を行う.ハワイ大学と北京の故宮文化資産デジタル化応用研究所等で実験を行い,データを取得した.1分あたりに入力した絵文字文章の行数,1行あたりの絵文字数,理解度に,外国人と日本人との相違は見いだせなかった.また,1行あたりの絵文字数は外国人も日本人も平均3.1文字であるため,主語,動詞,目的語や補語が揃っている文章は多くない.システム自体が,所望する絵文字が不足し,文章作成が容易ではない等,改良の余地があるため,その操作性や性能がネックになっている可能性がある.しかし,外国人と日本人が通常使用している言語ではない絵文字に関しては,文章作成の能力に差がない可能性も考えられる。日本語は基本的にSOV(主語+目的語+動詞)であり,外国人は基本的にSVO(主語+動詞+目的語)の文法である.平均の1文の文字数が3文字程度であるため,全ての絵文字文章が完全にこの形式で書かれているわれではないが,絵文字もこの特徴を引き継いでいる.また,日本人が通常使わないチェックマークは絵文字でも使われず,欧米人は使用している.各言語の特徴をそのまま絵文字に引き継いでいることが示唆された.2.インターネットを介して離れた場所の人とコミュニケーションする実験を行う.従来のシステムに加えてWeb対応の絵文字チャットシステムを開発し,国内で実験を行った.3.絵文字チャットによるコミュニケーションの適用先を考える.旅行支援システムを試作し,北京で実験を行い,タクシー等でコミュニケーションを取ることができた.平成22年度は,これまでの実験結果を分析,評価して,それをシステムに反映させて追加実験を行った.

1.アウェアネス機能をもつシステムの開発遠隔地で絵文字によるチャットを行うために,相手の状況がわからないと不安になることから,アウェアネス機能をもつシステムを開発した.これは一定時間以上相手が操作をしなかった場合やネットワークが切断された場合,これを検出できる機能である.これにより,相手の状況を把握しながら実験を実施することが可能となった.2.例文表示機能の開発従来,絵文字による文章作成が難しいという評価であったが(5段階評価で2.6),例文表示機能(46個の絵文字に付加)により文章作成に関する評価が大幅に向上した(2.6→4.1).3.音による情報の付加外国人と日本人では絵文字に関する異なる解釈があり,音を付加する事により,これに対応した.例えば,日本人が「笑う」と解釈する絵文字を外国人は「苦しい」と解釈したため,絵文字に笑い声を付加し,誤解を避けるようにした.これらの機能を付加したシステムを用いて,遠隔地間で日本人と中国人との絵文字チャットによる実験を行ったところ,従来の対面の場合と同程度の評価結果を示す事ができた.4.旅行支援に特化したシステムの開発外国の観光旅行時の使用に特化したシステム(写真を絵文字化する機能を持つ)を開発し,台湾で適用実験を行った.駅やホテルの窓口,タクシーの乗車時,買い物時等で適用し,12秒程度でこちらの意図はほぼ伝わった.これらの成果の一部を国際会議で発表した.平成23年度は研究実施計画に基づき,以下のことを実施した.1.日本と外国(米国,中国)との絵文字アイコンおよびその文章に関する差違を明らかにした絵文字和英・中単語辞書や絵文字和英・中文法辞書などを,実験結果を踏まえて改定し,発表する.これまで行った絵文字による外国人とのコミュニケーションの結果を分析した.日本語は基本的にSOV(主語+目的語+動詞)で記述し,外国人は基本的にSVO(主語+動詞+目的語)の文法で記述する.絵文字による文章の平均の1文の文字数が3文字程度であるため,全ての文章が完全にこの形式で書かれているわけではないが,絵文字もこの特徴を引き継いでいる.ただし,日本人がSVOで書く場合も存在する.顔の表情の絵文字で外国人と理解が分かれる絵文字(「笑う」と「おなかが痛い」)があったが,音や例文を加える事によって回避する事が可能であった.日本人は正解の場合は丸(○)を使うが,外国人(タイ人,カナダ人,アメリカ人,ルクセンブルグ人)はチェックマーク(〓)を使う.スラングなどを含め,各言語の特徴をそのまま絵文字に引き継いでいることが示唆される.絵文字によるコミュニケーションには遠隔地間で行う場合と対面で行う場合とがある.対面で行う場合,旅先で道を聞く場合が考えられるため,絵文字チャットだけではなく地図(Google Maps)も表示し,それに手書きの書き込みや絵文字による文章を記述して道案内ができるシステムを開発した.CollabTechは2011年は中止のため,今年行われるCollabTechに(2)で述べた内容を投稿中である.
体外での組織再生のための新規培養皿の創製

平成15年度科学研究費補助金で、体外で生体組織を再構築させるための新規培養皿の開発に取り組んだ。この技術は、患者本人の細胞を用いて組織を再生させる「再生医療」にとって、中核的な技術になりうると考えられる。特に、体外において培養したヒト細胞を臨床応用に用いるにあたって、(1)動物由来成分を使用しない細胞の培養法、(2)細胞にダメージを与えない細胞の回収法を同時に実現する培養皿の設計を行った。まず、温度に応答して水和・脱水和するユニークな高分子(ポリN-イソプロピルアクリルアミド)(PIPAAm)を培養皿に固定することによって、外部からの温度刺激によって細胞を脱着させるシステムを開発した。同時に、動物由来成分に含まれる細胞接着性タンパク質を代替する目的で合成ペプチドArg-Gly-Asp-Ser(RGDS)をPIPAAmに固定化した。温度コントローラで培養皿の温度を制御した上で、細胞が分泌する細胞外マトリックス(フィブロネクチン、ラミニンなど)および生理活性物質(エンドセリンなど)を抗体染色法によって経時的に観察し、培養細胞がその機能を最も発現できるような培養皿の至適条件を検討した。その結果、ヒト臍帯静脈血管内皮細胞において、RGDS固定化PIPAAm培養皿上での無血清培養に成功した。また、温度を低下させるだけで、細胞を自発的に培養皿から回収できた。その際のペプチド固定化密度を0.2nmol/cm^2前後にすることによって、30分程度で細胞を回収することができた。また、細胞を培養皿一面に増殖させた後に、温度を低下させると、細胞を一枚のシート状に回収することができた。この培養皿の開発によって、動物由来成分を用いずに、かつ、温度刺激によって細胞を回収するシステムを確立することができた。
燐酸化チロシン残基を認識するSH2領域を介する細胞内情報伝達機構の解析

SykファミリーであるチロシンキナーゼZap-70の2つのSH2のチロシン燐酸化残基との結合様式が明らかにされたが、我々はSykそのものの2つのSH2についてその作用の違いについて検討したところ、Sykのカルシウム動員作用等の活性化において双方のSH2が必要であることを明らかにするとともに、C末側のSH2がより重要な役割を果していることを明らかにした。パキシリンは増殖分化、脱分極等の様々な細胞外刺激に応答してチロシンリン酸化されることが明かとなった。そのチロシンリン酸化されたパキシリンがSH2領域を介してCsk及びCrkと会合する結果から、シグナル伝達関連分子のインテグイレイションに密接に関与することが明らかとなった。リン酸化されたSrcを脱リン酸化するチロシンホスファターゼについて調べたところ、SH2領域を2つ持つチロシンホスファターゼ、SHP-2がSrcファミリーチロシンキナーゼの活性化に関与することを明かにした。さらにSHP-2の生理作用を明らかにする目的でこのチロシンホスファターゼの標的基質蛋白質の同定、遺伝子クローニングを行った結果、pp120Kの全長のcDNAをクローニングした。その蛋白質をSHPS-1と名付けモノクローナル抗体を作製した。この抗体を用いた種々実験の結果、増殖因子刺激によりSHPS-1はチロシンリン酸化を受けSHP-2と結合することが明かとなった。すなわちSHPS-1はSHP-2のアンカー蛋白質として働いている可能性が考えられる。Srcファミリーの一つであるFynからの情報伝達経路についてそのSH2領域と会合する蛋白質の検索を行った。p21がFynSH2と結合することからこの蛋白質について調べたところミオシン軽鎖調節分子2と類似していた。p21はCskによって燐酸化されることも同時に明らかになった。平滑筋収縮とSH2の関与について深く掘り下げていきたい。このほかPKN、ホスホリパーゼD,卵母細胞25kD蛋白とSH2の関係について調べたが現在のところ明確な結論はでていない。Syk familyであるチロシンキナーゼZap-70の2つのチロシン燐酸化残基との結合様式が明らかにされたが、我々はSykそのものの2つのSH2についてその作用のちがいについて検討したところ、Sykのカルシウム動員作用等の活性化において双方のSH2が必要であることを明らかにするとともに、S末側のSH2がより重要な役割を果たしていることを明らかにした。SH2を2つ有するチロシンホスファターゼSAP-2/SH-PTP2の生理機能を明らかにするため基質蛋白質の解析を行なった。この酵素の恐らくSH2を介して分子量120Kのチロシン燐酸化蛋白質が会合していることを見い出しさらにこの蛋白質を精製したところ細胞内にYXXV/Lモチーフを有する膜糖蛋白質であることを明らかにした。SH2を有するCskチロシンキナーゼの生理機能を神経分化モデル細胞を道いて解析したところ、PC12細胞においては、脱分極刺激によってSrcの基質であるパキシリンがチロシン燐酸化されここにCskがSH2を介して結合することを明らかにした。P19細胞を用いては、Cskの発現によるSrcの不活化によって、神経細胞の軸索の進展が阻害されることを見い出した。

T細胞抗原受容体刺激後のFynがZAP-70と一過性に会合し、ZAP-70の活性化に貢献していることを示した。その会合にFynのSH2が必須であることをGST-FynSH2融合蛋白質やSH2欠失Fynを用いてin vivo及びin vitroで明らかにした。このほか培養肝臓細胞を肝細胞増殖因子(HGF)で刺激した際の初期応答としてチロシンキナーゼからRasを介してMAPキナーゼを活性化する経路の存在を見い出した。またGM1ガングリオシドが神経成長因子(NGF)の高親和性受容体であるTrkに特異的に結合しTrkを介する情報伝達系を刺激することを明らかにした。従ってGM1ガングリオキシドの細胞死防御機構にTrkが関与している可能性を示唆した。パキシリンは増殖分化、脱分極等の様々な細胞外刺激に応答してチロシンリン酸化されるが、チロシンリン酸化されたパキシリンがSH2領域を介してCsk及びCrkと会合する結果から、シグナル伝達関連分子のインテグイレイションに密接に関与することが明かとなった。SH2領域を2つ持つチロシンホスファターゼ、SHP-2がSrcファミリーチロシンキナーゼの活性化に関与することを明かにした。さらにSHP-2の生理作用を明らかにする目的でこのチロシンホスファターゼの標的基質蛋白質の同定、遺伝子クローニングを行った結果、pp120Kの全長のcDNAをクローニングした。その蛋白質をSHPS-1と名付け、モノクローナル抗体を作製した。この抗体を用いた種々実験の結果、増殖因子刺激によりSHPS-1はチロシンリン酸化を受けSHP-2と結合することが明かとなった。すなわちSHPS-1はSHP-2のアンカー蛋白質として働いている可能性が考えられる。Srcファミリーの一つであるFynからの情報伝達経路についてそのSH2領域と会合する蛋白質の検索を行った。p21がFynSH2と結合することからこの蛋白質について調べたところミオシン軽鎖調節分子2と類似していた。p21はCskによって燐酸化されることも同時に明らかになった。SH2を2つ持つチロシンキナーゼSykについて活性酸素によるB細胞における活性機序を調べた。B細胞受容体刺激同様SrcファミリーLynを必要とする活性化であることが判明した。やはりSH2を会するITAM構造上での活性化と推測された。このほかPKN、ホスホリパーゼD,卵母細胞25kD蛋白及びGM1とSH2の関係について調べたが現在のところ明確な結論はでていない。
キノイドコファクターおよびキノプロテインの物理・構造化学的機能解析

1微生物メチルアミン脱水素酵素のコファクターであるトリプトファントリプトフィルキノン(TTQ)のモデル化合物の酸化還元・酸塩基反応的物理化学特性、およびラジカル電子状態に関する分光特性を明らかにするとともに、基質アナルグとしてのアンモニアとの反応性についても詳細に検討し、TTQの物理・構造化学的特性と酵素化学特性との関連について言及した。2各種キノン類の分光電気化学的情報を得るために、カラム電解分光分析法を開発した。さらに、本法をピロロキノリンキノン(PQQ)を有機コファクターとするキノヘモプロテイン・アルコール脱水素酵素の酸化還元反応解析に適用して、その5段階電子移動の詳細な平衡論的知見を得ることに成功した。3銅アミン酸化酵素のコファクターであるト-パキノン(TPQ)のモデル化合物を種々合成した。さらにこれらTPQとTTQのモデル化合物およびPQQを用い、これらのアミン酸化触媒反応を、電気化学的並びに液体クロマトグラフ的に追跡し、詳細な速度論的解析を行った。またその反応中間体ラジカルの電子スピン共鳴特性に関する知見を得た。これらの結果は、アミノ基転移反応機構で合理的かつ統一的に説明できた。4キノイド化合物の構造とアミン触媒能との関係から、アミン酸化触媒能の発現には、電子的に非対象なオルトキノン構造が重要であることを示唆した。また遊離TPQは、オルト-パラ体の間の中間的電子構造を有するため、その触媒活性がオルト体であるTTQやPQQに比べて小さくなることを示唆した。さらに、還元型キノン類の自動酸化過程では、セミキノンラジカルが酸素分子により1電子還元されることを明らかにした。5 3および4で得られた知見を基に、銅アミン酸化酵素中の無機コファクターである銅イオンは、TPQに弱く配位することにより、それをオルトキノン的電子状態にし触媒活性を向上させるとともに、基質により2電子還元されたTPQコファクターに対して分子内1電子受容体として機能し、自動酸化を促進してする、という新規提案を行った。(1)微生物メチルアミン脱水素酵素のコファクターであるトリプトファントリプトフィルキノン(TTQ)のモデル化合物の酸化還元・酸塩基平衡に関する特性を電気化学的に明らかにした。また、酸化還元過程での中間体セミキノンラジカルの生成を電気化学的・電子スピン共鳴スペクトル(ESR)的に実証し、天然電子受容体であるアミシアニンへの1電子移動との関連でこの特性の重要性を論じた。さらに、ESR微細構造の帰属から、TTQの2つのインドール環のダイヘドラルアングルについての知見を得た。また、基質アナルグとしてのアンモニアとTTQの反応に関して、平衡論的・速度論的特性ならびに分光学的特性を明らかにした。(2)種々のキノン類のベンジルアミンに対する非酵素敵酸化触媒能を電気化学的・液体クロマトグラフ的に比較検討した結果、本触媒能は、キノプロテイン脱水素酵素のコファクターであるピロロキノリンキノン(PQQ)、TQQといったオルトキノン類では大きく、それらに比べアミン酸化酵素のコファクターであるト-パキノン(TPQ)は小さく、さらに、通常のパラキノン類では観測できないことがわかった。これらの知見から、遊離TPQの触媒能が小さいのはオルト体とパラ体の互変異性平衡に起因すると考えられ、結果として、酵素中では、これまで提唱されてきたパラキノン構造より、むしろオルトキノン構造がその活性発現に寄与していることを示唆した。

(3)オルトキノン類による基質ベンジルアミン酸化過程においては、イミノキノン類似のラジカルが生成することをESR的に明らかにした。これは基質酸化過程で基質付加体から生成するアミノフェノールの自動酸化反応に由来すると考え、触媒反応速度のpH依存性の知見と合わせ酸化触媒反応機構に関して考察した。(4)キノプロテインやフラボプロテインとそれらの電子供与体・受容体としてのキノン類との電子移動に関して、速度論的視点から理論的解釈を行った。また、これを基礎として得た電子移動に関する速度論的情報を、熱力学的モデルに基づき体系的に解釈した。1微生物メチルアミン脱水素酵素のコファクターであるトリプトファントリプトフィルキノン(TTQ)のモデル化合物の酸化還元・酸塩基反応的物理化学特性、およびラジカル電子状態に関するに分光特性を明らかにするとともに、基質アナルグとしてのアンモニアとの反応性についても詳細に検討し、TTQの物理・構造化学的特性と酵素化学特性との関連について言及した。2各種キノン類の分光電気化学的情報を得るために、カラム電解分光分析法を開発した。さらに、本法をピロロキノリンキノン(PQQ)を有機コファクターとするキノヘモプロテイン・アルコール脱水素酵素の酸化還元反応解析に適用して、その5段階電子移動の詳細な平衡論的知見を得ることに成功した。3銅アミン酸化酵素のコファクターであるト-パキノン(TPQ)のモデル化合物を種々合成した。さらにこれらTPQとTTQのモデル化合物およびPQQを用い、これらのアミン酸化触媒反応を、電気化学的並びに液体クロマトグラフ的に追跡し、詳細な速度論的解析を行った。またその反応中間体ラジカルの電子スピン共鳴特性に関する知見を得た。これらの結果は、アミノ基転移反応機構で合理的かつ統一的に説明できた。4キノイド化合物の構造とアミン触媒能との関係から、アミン酸化触媒能の発現には、電子的に非対称なオルトキノン構造が重要であることを示唆した。また遊離TPQは、オルト-パラ体の間の中間的電子構造を有するため、その触媒活性がオルト体であるTTQやPQQに比べて小さくなることを示唆した。さらに、還元型キノン類の自動酸化過程では、セミキノンラジカルが酸素分子により1電子還元されることを明らかにした。5 3および4で得られた知見を基に、銅アミン酸化酵素中の無機コファクターである銅イオンは、TPQに弱く配位することにより、それをオルトキノン的電子状態にし触媒活性を向上させるとともに、基質により2電子還元されたTPQコファクターに対して分子内1電子受容体として機能し、自動酸化を促進してする、という新規提案を行った。
ミュンナーシュタット<マグダラのマリアの祭壇>における無彩色表現の意味と背景

後期ゴシックのドイツにおいて無彩色祭壇が登場した理由及ぶその背景について研究を進めるにあたり、一貫して、ミュンナーシュタットにあるリーメンシュナイダーの<マグダラのマリアの祭壇>を対象として考察してきた。当祭壇が記録に残る最初の無彩色祭壇だからである。近年実施された当祭壇の徹底的な修復調査の結果、一口に無彩色と呼ばれている状態にも、実はさまざまな差異や段階が含まれることが明らかになった。それとともに古い彫刻が、その後の時代の経過の中で、実にさまざまな種類及ぶ程度の修復を受けたため、成立当初の姿を取り戻すこと自体、不可能に近い状況であることも痛感された。しかしながら本研究の目的に照らしてみるとき、出来るかぎり正確な当祭壇のオリジナルな姿を復元する作業は必須であった。それに続いて、<マグダラのマリアの祭壇>を出発点とする、無彩色祭壇の展開の様相を観察する作業に取り掛かった。その場合にも、それぞれの祭壇の正確な修復記録を資料として用いること、及び資料の適正な解釈が必要とされた。この作業により、無彩色祭壇が最終的に、何を目標としたかについて、明確な見取り図が提供できたと思う。またこれら一連の地道な作業と並行して進めていた、より普遍的な社会的背景の研究、すなわち祭壇制作のプロセス、美術工芸品の市場、宗教改革と深くかかわる宗教的及び美的感性、等々の諸問題は、無彩色祭壇の受容の経過で、根本的な重要性を持つようになると思われる。しかし研究を終了した時点で、これらの問題を有効な切り口として、研究課題の解決と結びつけることが出来なかったことを反省し、今後の課題としたいと思う。平成8年度の研究目標は、ミュンナーシュタットのマグダラのマリアの祭壇自体について調査研究することであった。すでに当祭壇についての図像研究は相当進んでおり、リーメンシュナイダーの祭壇のなかでは、最も頻繁に研究対象となっているものである。しかし当研究課題における出発点は、当祭壇が無彩色という表現法をとっていることに対する根本的疑問であった。また他のリーメンシュナイダーの著名な無彩色の作例(ロ-テンブルク、クレークリンゲン)が、聖遺物と深い関わりをもつ脇祭壇であるのに対して、当祭壇が主祭壇として1490年という早い時期に無彩色で登場していることは、一層深い疑問を投げ掛ける。そこで浮上するのは以下の主張である。すなわちこの時期の祭壇の無彩色性は、何らかの意味で改革的傾向を帯びている。つまり宗教改革の精神につながる要素を含んでおり、それをフス派的と呼ぶことができるという。たしかに、無彩色祭壇全体の精神的背景を説明するのに、この主張は一つの道を示してくれていると言えよう。しかしながら、ミュンナーシュタットの祭壇を果たして改革的と位置付けることができるのかどうか。性急に結論を出すべきではないと考える。目下のところ、そうした観点も視野のうちに入れつつ、むしろマグダラのマリアの祭壇にかかわる特定の条件に密着して、研究を進めている。その際、祭壇のみを切り離して単独に見るのではなく、1428年-46年に造営されたゴシック式内陣(祭壇の置かれている)全体のプログラム、および、15世紀初頭に制作され今日に伝わる、内陣部のステンド・グラスの図像プログラムとの関わりのなかで、祭壇の意味を捉え直す必要があると考えている。中世末期からいわゆるルネサンスにかけての、祭壇彫刻をはじめとする彫刻一般の彩色に関しては、今日の審美的観点からは解明し得ない諸々の問題が存在する。そのひとつが伝統的な彩色技術と、その継承を支えるシステムとしての工房の問題である。さらに彩色をもって彫刻の完成とみなす、当時の一般的な社会通念を忘れてはならない。

その意味で無彩色の彫刻、とりわけ社会的ランクの高い祭壇彫刻における無彩色は、革命的なものであったが、たとえば無彩色彫刻の創始者とみなされるリーメンシュナイダーの場合でも、彼の工房で制作された彫刻の中には、彩色像も多く含まれることから、無彩色を選択する基準がきわめて複雑で、いわゆるケース・バイ・ケースであったことを窺わせる。またリーメンシュナイダーの、一般に無彩色と呼ばれるいくつかの祭壇彫刻を詳しく検証すれば、ニスの色や光沢、あるいは部分的彩色など、個々に少しずつ違いの見られることがわかる。彫刻に彩色する場合の「色を塗る」は、"malen"ではなく"fassen"である。無彩色彫刻を、複雑な手順をすべて踏んだ極彩色の"fassen"から、その間の手順を簡略化したモノクロームの"fassen"への移行と考えれば、彩色像と無彩色像の間の越えがたい溝をわずかでも埋めることになるのではないだろうか。この問題に光を与えるべく、"fassen"の技術についての詳しい考察を、『ドイツの祭壇彫刻の彩色に関する考察』(研究発表の項目参照)において試みた。目下のところ、彩色技術の問題と関連して、さらにリーメンシュナイダーの工房についての考察を進めているところである。工房がどのような形で注文を受け、どのようなプロセスで制作していくのかを解明することにより、彩色の占める位置もおのずと明らかになるはずである。京都外国語大学研究論叢51号(平成10年9月30日発行)に発表した論文『技術と工房の問題』では、中世末期におけるドイツのツンフト(Zunft、ギルド)の実態と変化について考察した。ツンフトとは本来地域の職人の利益を保護し、製品の材料を支障なく調達するための組織である。従って彫刻家と画家は、異なった材料を使用するゆえに、別のツンフトに属していた。画家のツンフトに対して、彫刻家(木彫家の場合)は、木材を使用することから、たとえば家具や馬車職人と同一のツンフトに属したりした。いずれにしても画家のツンフトに彫刻家が参加することはほとんどなかったわけである。しかし15世紀末頃には、画家のツンフトが、彫刻家を自分のツンフトに迎えようとして、馬車職人のツンフトと争った事例が知られる。この事例の場合、当事者は、彫刻家と画家を結びつける概念として“Kunst"(必ずしも今日的な芸術の意味ではないが)をかかげた。一方1977/78に行なわれた、ミュンナーシュタット・マグダレーナ祭壇に対する徹底的な修復及び調査の結果、リーメンシュナイダーの制作した祭壇には、ローテンブルクにある聖なる血の祭壇と同様、褐色の透明ラッカーが塗られていた可能性が出てきた。このことにより、当該祭壇がもともと無彩色を最終段階として制作された可能性が強くなった。木にラッカーを塗るということは、材木に光沢と高級感を与え、さらには光の反射によって、彫刻表面のデリケートな彫りを目立たせる効果をもたらす。そこに、金箔による圧倒的な聖性の演出とは異なった新たな美意識の芽生えを見出すことができる。上に略術した論文の結論は、いみじくもリーメンシュナイダーの事例と呼応するように思われるのである。
指のすべり動作における摩擦と操作感の定量的相関の確立

本研究では,分子膜のパターニング表面における指のすべり摩擦特性について,指の接触状態のin situ観察と摩擦力の力学的測定の両面から明らかにして,摩擦抵抗により生じる操作感との定量的相関を確立することを目標とする.本研究を,(1)指のすべり動作における指の接触状態のin situ観察と摩擦特性の評価,(2)分子膜のパターニング表面の作製と最適設計指針の検討,(3)指の摩擦特性と操作感の定量的相関の確立に分類し,それぞれ並行して進めていく.平成30年度は,全体の総括として,試作した装置を用いた指の摩擦測定により指の摩擦と操作感の比較評価を実施し両者に関連する潜在的刺激因子を洗い出し,定量的相関について言及する.まず,装置の試作について,高速度カメラを導入して指の接触状態をリアルタイムで観察し指の軌道や接触幅,形状など数値データを測定する方法を検討し,予備試験の結果ある程度測定に目処がたった.今後は本課題終了後も本格的にデータ収集を進めていく.次に,分子膜被覆部の幅や間隔,被覆率,配置角度などが異なる種々のパターニング表面を用いて,既存の平板型摩擦測定装置により20名程度の研究対象者による摩擦測定を実施した.ストライプ状に分子膜をパターニングした表面では,指の摩擦は分子膜で被覆された領域の全体に対する割合に大きく依存し,被膜の割合が大きいほど摩擦低減効果は増大する.さらに,指とパターニング表面の界面せん断強さを指の摩擦特性および指への摩擦刺激,また,指へ負荷荷重の変化を摩擦刺激(せん断強さ変化)に対する力学的応答(触覚)とみなすと,摩擦刺激に対する応答はせん断強さの変化率だけでなく,指のすべり速さや表面状態変化の頻度といった摩擦刺激に与え方にも関係することが明らかになった.得られた成果は分子膜パターンニングの付与による触覚励起に対する考察や制御に関する可能性を見出した.本研究では,分子膜のパターニング表面における指のすべり摩擦特性について,指の接触状態のin situ観察と摩擦力の力学的測定の両面から明らかにして,摩擦抵抗により生じる操作感との定量的相関を確立することを目標とする.本研究を,「指のすべり動作における指の接触状態のin situ観察と摩擦特性の評価」,「分子膜のパターニング表面の作製と最適設計指針の検討」,「指の摩擦特性と操作感の定量的相関の確立」に分類し,それぞれ並行して進めていく.平成28年度は,次年度以降の本格的データ収集に向けた予備実験と位置づけ,指のすべり動作における指の接触状態のin situ観察を目的とする.まず,圧電式3成分力センサと接触面の動画撮影を組み合わせたタッチトライボロジー試験機の試作を検討した.既存の試験機とは異なり,3成分力センサを2枚の平板間の四隅に固定するため,センサの取付け方法や位置などの最適化を行い,試験機の基本構造を考案した.次に,分子膜のパターニング表面の作製を試み,SAMやPFPEをモデル分子膜として用いて作製方法を探索した.ストライプ状のパターニング表面の作製法として,マスキングテープを用いて湿式法によりパターニング表面を形成する方法,湿式法により分子膜を形成した後反応性イオンエッチングによりパターン表面を形成する方法を着想した.それぞれの方法を適用することにより,特に反応性イオンエッチングを使用する方法ではサブmmスケールの幅や間隔で高精度にパターン表面を作製することに成功した.さらに,既存の平板型摩擦測定装置を用いて,ストライプ状のパターニング表面における指の摩擦測定を実施した.その結果,パターン表面の分子膜被覆部分の幅や間隔を制御することにより,指の摩擦特性や人間の反応動作に影響を及ぼす可能性があることが明らかになった.平成28年度は,次年度以降の本格的データ収集に向けた予備実験と位置づけ,圧電式3成分力センサと接触面の動画撮影を組み合わせたタッチトライボロジー試験機の試作を実施した.試験機は未完成であるが試験機の基本構造は考案済みであり,試作の目処は立っている.また,SAMやPFPEをモデル分子膜としたパターニング表面の作製について,2つの作製方法を確立し,高精度のパターニング表面を作製することに成功した.このパターニング表面を用いて指の摩擦測定を実施した結果,分子膜のパターニングが指の摩擦特性や人間の反応動作に影響を及ぼすことが示唆された.以上から,本研究はおおむね予定どおり進展しているものと思われる.本研究では,分子膜のパターニング表面における指のすべり摩擦特性について,指の接触状態のin situ観察と摩擦力の力学的測定の両面から明らかにして,摩擦抵抗により生じる操作感との定量的相関を確立することを目標とする.本研究を,(1)指のすべり動作における指の接触状態のin situ観察と摩擦特性の評価,(2)分子膜のパターニング表面の作製と最適設計指針の検討,(3)指の摩擦特性と操作感の定量的相関の確立に分類し,それぞれ並行して進めていく.平成29年度は,分子膜被覆部分の幅や間隔,高さ分布が異なる種々のパターニング表面を作製し,試作した装置により摩擦測定を実施することを目的とした.まず,前年度検討した圧電式3成分力センサと接触面の動画撮影を組み合わせたタッチトライボロジー試験機の基本構造の原案に基づき,既存の平板型3分力計を用いて組立を行った.試作後にガラス基板により予備試験を実施したところ,既存の装置にはないモータの振動の影響が現れることがわかった.次年度以降に得られた結果をフィードバックして構造の最適化を図るとともに,高速度カメラ等を導入して接触状態を可視化する方法を検討する.