hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
短波長光を活用したＳＰＲ－蛍光近接場断層イメージング法の創製

そしてSPRセンサ膜としての特性を検討したところ、いずれの光源波長においてもCytop層の挿入によりSPR曲線は非常にシャープになり、これにより輝度変化を指標としたSPR測定の感度は2.515倍向上した。また従来金薄膜では測定は不可能であった波長505nmの光源でもSPR測定が可能となった。また入射光が金属薄膜から滲み出て表面プラズモン現象を引き起こす範囲を示す浸透深さはSPEFの高感度化に直接関係する指標であるが、Cytop層の挿入により約1.6倍増大した。本研究ではこの3年間において、まずアルミ薄膜基板を用いて505nmというSPR測定では例のない短い波長でSPRとSPEFの同時測定に成功した。さらにアルミとアルミナの積層基板を用いることでセンサ基板の安定性の向上とSPEF感度の向上に成功した。さらにアモルファスフッ素樹脂層の挿入により金薄膜基板でも短波長光源でのSPR測定が可能となりSPRーSPEF同時測定を大きく進展させた。今後は、研究期間内に十分取り組めなかった接着性培養細胞のSPRー蛍光同時計測近接場イメージングについて引き続き取り組んでいく予定である。細胞膜表面や細胞質全体のイメージング技術は飛躍的に進歩しているが、その一方で細胞内の膜近傍に限定した精確な位置情報も含めた局所イメージング技術はまだほとんど未踏分野と言って良い。表面プラズモン共鳴(SPR)と表面プラズモン増強蛍光(SPEF)の同時イメージングを可能にするためにこれまで不可能であった短波長光源でのSPR測定が可能な新規センサ膜を開発しSPRとSPEFの同時測定が可能な新しい近接場イメージング技術を開発した。研究は概ね順調に進展しており、今後もほぼ研究計画通りに推進していく。具体的にはSPEFイメージングに必要なセンサチップやソフトウェアなどのツールの開発を進めると同時に、SPRー蛍光同時計測近接場断層イメージングを実現するための、モデル実験材料の開発や、それを用いた実際のSPRー蛍光同時計測近接場断層イメージングを行い課題等を明らかにしていく。28年度の研究により確かにSPEFが観測出来ていることが確認でき、アルミーアルミナ膜の開発により短波長光源使用時のSPEFの高感度化にも成功した。しかし一層のSPEF強度の増強が必要であり、29年度はそのための新しいセンサ基板の開発にまず取り組む。そしてSPEFの高感度化を図り、当初の研究計画で予定されているモデル実験材料及び接着性培養細胞のSPRー蛍光同時計測近接場断層イメージングの実現のための研究を遂行する。生物計測工学研究は順調に進展しておりほぼ予定通りに執行されているが、わずかに端数が生じた。しかし金額が小さく購入できる物品もないため次年度に持ち越した。次年度に繰り越して使用する。金額はわずかでありその影響は小さくほぼ計画通りの予算執行を予定している。
熱活性化遅延蛍光材料を発光層に有する有機ELデバイスの劣化機構解析

熱活性化遅延蛍光材料(Thermally-activated delayed fluorescence: TADF)を有機EL(OLED)の発光材料とすることで、内部量子効率100%に達する高効率ELを青赤色の可視領域に渡り実現することができる。OLEDの実用化に向けては、高効率化のみならず素子耐久性の確保が重要な技術課題であるが、TADF-OLED、特に青色TADF-OLEDの素子耐久性には多くの課題が残されている。このような状況を鑑み、本研究では、新奇分子骨格の探索および物性・素子評価を通し、これらの課題を克服可能な分子の創製を目的として研究を推進している。TADF特性は一般的に小さな三重項励起状態と一重項励起状態間のエネルギー差:Delta ESTを実現することにより発現する。そのため広く受け入れられている分子デザインの指針は、電子ドナー(D)と電子アクセプター(A)基を一分子中に含む化合物設計であり、それらはある化学結合を介して電荷移動(CT)励起状態を形成することができ、高効率なTADFを発することが可能となる。しかし化学結合を介したCT励起状態の形成では、完全なCT状態を達成することは困難であり、究極的に小さなDelta ESTを得ることはできない。そこでH30年度は化学結合を介さないCT励起状態の形成を実現するため、DおよびA基が空間的に分離されたスルースペース(Through-space; TS)型TADF分子を新たに合成するとともに、その詳細な光物性について検討を実施した。その結果、dithia[3.3]paracyclophane基を介してDとA基がCT励起状態を形成可能であり、そのDelta ESTは50meV以下と極めて小さな値を示すことを見出した。OLEDの素子耐久性を向上させるためには、素子駆動中に生成する化学的に活性な三重項励起子の密度を極力低減することが極めて重要である。TADF材料は、電流励起により生成する三重項励起子を熱的に一重項励起子へと逆項間交差(RISC)させ、そのエネルギーを蛍光として利用する過程である。そのため、素子駆動中に蓄積する三重項励起子の密度は、逆項間交差過程の速度定数に大きく依存し、極力大きなRISC速度定数を達成することで素子に蓄積する三重項励起子密度を低減できる。この速度定数はDelta ESTに強く依存するため、極めて小さなDelta ESTを実現することできれば、大きなRISC速度定数を得ることができる。そこで、H30年度はスルースペース(Through-space; TS)型TADF分子を新たに設計・合成するとともに、その詳細な光物性について検討を実施し、dithia[3.3]paracyclophane基をスペーサー基、シアノ基およびトリフェニルアミン基をそれぞれA基、D基として有する化合物において極めて小さなDelta EST(50 meV)が達成可能であることを見出した。次年度以降の研究方策としては、今年度までに見出したTS型TADF分子骨格をベースとし、網羅的なDおよびA基の探索を進めるとともに、その光学物性ならびにOLED特性について詳細な検討を進める計画である。本研究では、次世代OLEDの発光材料として期待されている熱活性化遅延蛍光材料(TADF)の新規分子骨格の開発に取り組んでいる。TADFは電気励起で生成された75%の三重項励起子を発光性の一重項励起子に変換することで、100%の電気ー光変換を可能とする画期的な技術である。緑色領域ではすでに実用化に近い高性能なTADF分子も得られているが、未だ、青色領域においては、発光色、発光効率、そして耐久性の観点から多く課題を有している。本研究では、新規TADF分子骨格としてドナー部位とアクセプター部位が空間的に離れたスルースペース(through-space:TS)型の分子を設計し、これらの課題を克服できる分子の創製を目指している。H29年度は、カルバゾール骨格とトリアジン骨格を組み合わせ、TS型の分子を設計し、合成、光物性の解析を進め、遅延蛍光寿命が1マイクロ秒を切る画期的な分子骨格の創製に成功している。今後、この骨格を中心に誘導体の構成と共にOLEDの物性測定を進め、高性能な青色TADF分子の実現に繋げる。難易度の高い新規TADF分子骨格としてドナー部位とアクセプター部位が空間的に離れたスルースペース(through-space:TS)型の分子骨格の創製に取り組み、遅延蛍光寿命の短い分子の創製に成功している。

しかし化学結合を介したCT励起状態の形成では、完全なCT状態を達成することは困難であり、究極的に小さなDelta ESTを得ることはできない。そこでH30年度は化学結合を介さないCT励起状態の形成を実現するため、DおよびA基が空間的に分離されたスルースペース(Through-space; TS)型TADF分子を新たに合成するとともに、その詳細な光物性について検討を実施した。その結果、dithia[3.3]paracyclophane基を介してDとA基がCT励起状態を形成可能であり、そのDelta ESTは50meV以下と極めて小さな値を示すことを見出した。OLEDの素子耐久性を向上させるためには、素子駆動中に生成する化学的に活性な三重項励起子の密度を極力低減することが極めて重要である。TADF材料は、電流励起により生成する三重項励起子を熱的に一重項励起子へと逆項間交差(RISC)させ、そのエネルギーを蛍光として利用する過程である。そのため、素子駆動中に蓄積する三重項励起子の密度は、逆項間交差過程の速度定数に大きく依存し、極力大きなRISC速度定数を達成することで素子に蓄積する三重項励起子密度を低減できる。この速度定数はDelta ESTに強く依存するため、極めて小さなDelta ESTを実現することできれば、大きなRISC速度定数を得ることができる。そこで、H30年度はスルースペース(Through-space; TS)型TADF分子を新たに設計・合成するとともに、その詳細な光物性について検討を実施し、dithia[3.3]paracyclophane基をスペーサー基、シアノ基およびトリフェニルアミン基をそれぞれA基、D基として有する化合物において極めて小さなDelta EST(50 meV)が達成可能であることを見出した。現在、有望なTADFの材料系の創出に至っている。今後は、まず、数種類の光物性、電子物性、さらには、OLEDの特性評価を総合的に行い、μ秒以下の短寿命TADF分子のコンセプトの確認を進める。その後、網羅的な分子構造の展開を進め、発光効率、耐久性、発光色の制御に取り組む。特に、未だその実現が困難である青色発光分子の創出に注力する。次年度以降の研究方策としては、今年度までに見出したTS型TADF分子骨格をベースとし、網羅的なDおよびA基の探索を進めるとともに、その光学物性ならびにOLED特性について詳細な検討を進める計画である。
眼球運動課題を用いた大脳基底核機能の解明

大脳基底核各経路(直接路、間接路、ハイパー直接路)の機能を解明するために、これまで神経心理実験によく用いられている課題に加えて、新たな眼球運動課題を3頭のサルにトレーニングした。具体的には提示された視覚刺激に対して即座に視線を向ける眼球運動課題(Prosaccade課題)、視覚刺激に対して180°反対側へ視線を向ける眼球運動課題(Antisaccade課題)、視覚刺激へ視線を向けず、画面の中心を固視し続ける課題(NoGo課題)をサルに訓練した。また、事前にどのルールの課題かがわかるタイプと、ターゲットとなる視覚刺激が提示されると同時にルールが提示されるタイプの計6種類の課題を訓練した。十分にトレーニングを行い、大脳基底核の一つである淡蒼球外節から単一細胞外神経活動記録を開始した。以前報告した通り(Yoshida and Tanaka, 2009)、GPeには課題遂行中に神経活動を増加させるもの(increase-type neuron, n=117)と減少させるもの(decrease-type neuron, n=51)があった。Deliberate条件ではincrease-type neuron、decrease-type neuronともにantisaccadeで神経活動の変化が大きかった。それに対し、immediate条件ではニューロンタイプによって活動の変化に違いが認められた。Increase-type neuronでは、antisaccadeに加えてprosaccadeでも大きな活動変化がみられ、特にantisaccadeでは神経活動と反応時間の間に負の相関を認めた。一方、decrease-type neuronではincrease-type neuronと異なり、NoGo課題でもantisaccadeと同様の神経活動の経時的変化を認めた。また、decrease-type neuronでは神経活動と反応時間の間に相関が認められなかった。以上の結果からはGPeが素早い行動選択へ関与していることが示唆され、大脳皮質から視床下核を介して興奮性の投射を受けていると考えられるincrease-type neuronは行動の促進に、線条体から抑制性の投射を受けていると考えられるdecrease-typeneuronは行動の抑制に関与している可能性があると考えられた。追加実験として視床下核からの興奮性の投射を抑えるためにグルタミン酸受容体拮抗薬をGPeに局所注入したところ、antisaccadeおよびprosaccadeの反応時間は有意に遅くなったが、antisaccadeやNoGo時の抑制機能の障害は認められず、大脳皮質から視床下核を介して生成されると考えられるGPeのincrease-type neuronが即時性の行動選択に関与していることが示された。(抄録なし)大脳基底核は大脳皮質下の構造であり、線条体(尾状核、被殻)、淡蒼球(外節、内節)、視床下核、黒質網様部といった複数の核から成り立っている。パーキンソン病などの変性疾患や大脳基底核の脳梗塞などで行動の障害が起こること、また、動物実験による大脳基底核からの電気信号記録やヒトを用いた機能的画像研究から大脳基底核は行動の制御に関与していると考えられている。また、大脳基底核では幾つかの核からなる直接経路、間接経路といった経路により行動を制御していると考えられてきた。また、最近ではこれらの経路に加え、大脳皮質から視床下核へ直接投射する「ハイパー直接経路」という新たな経路が提唱されている。しかし、これらの経路が行動選択時にどのように関与しているかは幾つかの研究はあるものの、まだ正確にはわかっていない。これらの大脳基底核各経路の機能を解明するために、これまで神経心理実験によく用いられている課題に加えて、新たな眼球運動課題を2頭のサルにトレーニングした。また、事前にどのルールの課題かがわかるタイプと、ターゲットとなる視覚刺激が提示されると同時にルールが提示されるタイプの計6種類め課題を訓練した。現在までに課題に関連する神経活動が数多く記録されている。現在はサル1頭から神経活動を記録しているが、次年度は更にもう1頭からの記録を開始し、また、淡蒼球外節に加えて視床下核からの神経活動の記録を開始する。その後は課題関連神経活動が記録された部位に対して局所的にGABA agonistやantagonistの注入を行いどのような行動障害が起こるかを観察する。以上の神経活動記録や薬理学的実験の結果から大脳基底核各経路の機能について考察を行う。大脳基底核は大脳皮質下の構造であり、線条体(尾状核、被殻)、淡蒼球(外節、内節)、視床下核、黒質網様部といった複数の核から成り立っており、これらの核からなる直接経路、間接経路といった経路により行動を制御していると考えられてきた。これらの大脳基底核各経路の機能を解明するために、これまで神経心理実験によく用いられている課題に加えて、新たな眼球運動課題を3頭のサルにトレーニングした。

具体的には提示された視覚刺激に対して即座に視線を向ける眼球運動課題(Prosaccade課題)、視覚刺激に対して180。反対側へ視線を向ける眼球運動課題(Antisaccade課題)、視覚刺激へ視線を向けず、画面の中心を固視し続ける課題(NoGo課題)をサルに訓練した。また、事前にどのルールの課題かがわかるタイプ(delay条件)と、ターゲットとなる視覚刺激が提示されると同時にルールが提示されるタイプ(rapid条件)の計6種類の課題を訓練した。十分にトレーニングを行い、大脳基底核の一つである淡蒼球外節から単一細胞外神経活動記録を開始した。現在までに課題に関連する神経活動が数多く記録され、神経活動の結果からは淡蒼球外節はdelay条件だけではなく、rapid条件でも関与することが示唆された。その後は課題関連神経活動が記録された部位に対して局所的にGABA agonistやantagonistの注入を行いどのような行動障害が起こるかを観察し、これらの神経活動記録や薬理学的実験の結果から大脳基底核各経路の機能について考察を行う。大脳基底核各経路(直接路、間接路、ハイパー直接路)の機能を解明するために、これまで神経心理実験によく用いられている課題に加えて、新たな眼球運動課題を3頭のサルにトレーニングした。具体的には提示された視覚刺激に対して即座に視線を向ける眼球運動課題(Prosaccade課題)、視覚刺激に対して180°反対側へ視線を向ける眼球運動課題(Antisaccade課題)、視覚刺激へ視線を向けず、画面の中心を固視し続ける課題(NoGo課題)をサルに訓練した。また、事前にどのルールの課題かがわかるタイプと、ターゲットとなる視覚刺激が提示されると同時にルールが提示されるタイプの計6種類の課題を訓練した。以前報告した通り(Yoshida and Tanaka, 2009)、GPeには課題遂行中に神経活動を増加させるもの(increase-type neuron, n=117)と減少させるもの(decrease-type neuron, n=51)があった。Deliberate条件ではincrease-type neuron、decrease-type neuronともにantisaccadeで神経活動の変化が大きかった。それに対し、immediate条件ではニューロンタイプによって活動の変化に違いが認められた。Increase-type neuronでは、antisaccadeに加えてprosaccadeでも大きな活動変化がみられ、特にantisaccadeでは神経活動と反応時間の間に負の相関を認めた。一方、decrease-type neuronではincrease-type neuronと異なり、NoGo課題でもantisaccadeと同様の神経活動の経時的変化を認めた。また、decrease-type neuronでは神経活動と反応時間の間に相関が認められなかった。
テーブルトップシステムによる次世代加速器の研究

次世代加速器の基礎研究用に開発されたテーブルトップシステム“S-POD(Simulator for Particle Orbit Dynamics)"を用い,大強度ビームの共鳴不安定性に関する系統的実験を実施した。複数の高周波四重極電場を重ね合わせることにより,加速器のラティス構造や磁場誤差が共鳴条件に与える効果を詳細に調べた。また,1次元および2次元の集団共鳴理論の予言を実験データと比較検討した。共鳴条件のラティス構造依存性,空間電荷効果による不安定領域のシフト,共鳴の次数とシフト量の関係,誤差磁場が誘起する弱い共鳴の存在,等,コヒーレント共鳴現象に関する多くの予想を実験的に確認することに成功した。尚,前年度の実験で観測された「隣接して存在する二つの不安定領域」の発生源はいずれもコヒーレント共鳴で,幅の広い方が4次の非線形共鳴,狭い方が2次の共鳴に因るものであることが分かった。以上の実験はアルゴンイオンのプラズマを使って行ったが,レーザー冷却可能なカルシウムイオンに基づく実験も並行して実施した。プラズマ集積による捕獲粒子数の増大と密度制御,クーロン結晶の生成と射出などに関する実験を現在継続している他方,ソレノイドトラップに捕獲された純電子プラズマの密度制御実験を行った。閉じ込め磁場の強度などを調整することにより,今後のビームハロー生成実験に必要な,きわめて大きなチューンシフトを実現した。サイドバンド冷却によるプラズマ捕獲時間の伸長化にも成功している。また,サイクロトロン加熱を使って,プラズマの実空間形状がある程度制御可能であることを確認した。次世代加速器の基礎研究用に開発されたテーブルトップシステム"S-POD (Simulator for Particle Orbit Dynamics)"を用いて,イオンプラズマのドップラーレーザー冷却実験および線形コヒーレント共鳴の誘起実験を実施した。前者の実験には一価のカルシウムイオンを利用した。レーザー周波数を正確にコントロールするためのシステムを完成させると共に,誘起蛍光観測用の光学系を改良した。これにより,トラップ軸方向のプラズマ温度を100K以下まで下げることが可能となり,イオン閉じ込め時間の大幅な改善につながった。また,軸に直交する2自由度の冷却効率を高めるため,レーザーを斜め方向から入射できるよう装置のセットアップを修正した。その結果,少数個(<十数個程度)のイオンをほぼドップラー限界まで冷却することに成功し,1次元の紐状クーロン結晶を観測した。線形コヒーレント共鳴の実験には主にアルゴンイオンのプラズマを用いた。1MHzの高周波四重極電場に,低周波数の摂動電場を重ね合わせ,プラズマの安定性を系統的にチェックした。共鳴不安定性が原因と見られる粒子損失を確認したが,予想に反し,二つの不安定領域が近接して存在することがわかった。いずれの共鳴領域もプラズマ密度に依存してシフトする。幅の広い不安定領域は単粒子運動の非集団的な共鳴,幅の狭い方はコヒーレント共鳴に起因していると考えられる。S-PODによる上記実験と平行して,ソレノイドトラップによる純電子プラズマの蓄積実験を行った。電子ビームの入射条件の最適化を試みると共に,プラズマ閉じ込め時間に対するサイドバンド冷却の効果を調べた。10^7個程度の電子を使った実験では閉じ込め時間が約7倍に改善された。実験の高効率化を図るため,プラズマの径方向空間分布計測用蛍光スクリーンの導入を現在進めている。
行為の記憶に含まれる潜在記憶的要素について

平成10年度は,昨年度に引き続き,行為の記憶実験に用いる記銘材料となる,行為文に関する基礎的研究を行った。研究に用いた行為文は全部で32文であり,身体部位のみを用いて行う簡単な行為を表したものであった(例:鼻をさすれ,腰をなでろ)。実験の目的は,各行為文の熟知価,学習容易性,イメージ価といった特性と再生記憶との関係についての検討であった。行為文32はモデル人物が実演している場面をビデオ撮影したもの(EPTs;実験者実演課題)を被験者に呈示して,熟知価,学習容易性,イメージ価のいずれかを評定させ,その後に偶発の自由再生を施行するという手順で進められた。実験の結果,各行為の評定値と再生率に有意な相関が見られたのは学習容易性の評定をした場合(r=.47)のみであり,熟知価(r=.17)及びイメージ価(r=.11)では有意な相関が見られなかった。また,行為文を言語的に呈示した場合(昨年度のデータ)とEPTsで呈示した場合の評定値の相関を見ると,熟知価(r=.86),学習容易性(r=.77),イメージ価(r=.63)ともに有意であった。再生数に関しても,呈示(言語・EPTs)×評定(熟知価・学習容易性・イメージ価)の分散分析を行ったが,何も有意にはならなかった。これらの結果から,1.記銘項目である行為文の特性としては,学習容易性のみ,後の再生率と関連がある。2.EPTsの再生率が言語呈示に比べて高いわけではない,と言える。1.の点について言えば,従来の単語を記銘材料にした場合の知見と食い違っており,記銘材料が単語であるか,行為文であるかによって,その属性が再生可能性に与える影響が異なることが示された。2.に関しては,行為文を言語的に呈示するより,EPTsで呈示する方が再生が優れるという先行研究の知見と一致しない。今回は符号化時に評定をさせたため,先行研究とは異なる符号化が行われた可能性がある。今後の検討課題である。平成9年度は,行為の記憶実験に用いる記銘材料となる,行為文に関する基礎的研究を行った。行為の記憶について検討するパラダイムの1つにSPTs(被験者実演課題)があるが,記銘材料の特性と,記憶成績との関連が明らかにされていないからである。行為文は,8種類の動詞(さすれ,たたけ,指させ,なでろ,つかめ,かけ,つつけ)に,12種類の身体部位を組み合わせて作成した。その際に,各動詞は4回ずつ使用されたが,各部位は4回使用されるもの(鼻,ほお,ひざ,あご)と2回使用されるもの(おでこ,腰,肩,耳,まゆ毛,腕,頭,首)とができた。実験の目的は,行為文に含まれる身体部位の実験中での出現頻度と再生記憶との関係について検討することと,各行為文の熟知価,学習容易性,イメージ価といった特性と再生記憶との関係についての検討であった。実験は,被験者にまず,行為文32に対し,熟知価,学習容易性,イメージ価のいずれかを評定させ,その後に偶発の自由再生を施行するという手順で進められた。実験の結果,実験中に出現する身体部位の頻度は,熟知価,学習容易性,イメージ価などの特性の評定には無関係であり,また,後の記憶成績とも有意な関連は見られなかった。また,学習容易性が高く評定された行為文は,容易性が低い文に比べ,有意によく再生されていたが,イメージ価の高低の影響は有意傾向止まりであり,熟知価の高低は再生成績と有意な関係が見られなかった。ただし,これは行為内容を言語的に記銘した場合の結果であり,来年度は,これらの行為を実際に実演することが,行為文の特性の記憶に対してどのように影響するのかを,記憶の意識性という観点を含め,引き続き検討する。

再生数に関しても,呈示(言語・EPTs)×評定(熟知価・学習容易性・イメージ価)の分散分析を行ったが,何も有意にはならなかった。これらの結果から,1.記銘項目である行為文の特性としては,学習容易性のみ,後の再生率と関連がある。2.EPTsの再生率が言語呈示に比べて高いわけではない,と言える。1.の点について言えば,従来の単語を記銘材料にした場合の知見と食い違っており,記銘材料が単語であるか,行為文であるかによって,その属性が再生可能性に与える影響が異なることが示された。2.に関しては,行為文を言語的に呈示するより,EPTsで呈示する方が再生が優れるという先行研究の知見と一致しない。今回は符号化時に評定をさせたため,先行研究とは異なる符号化が行われた可能性がある。今後の検討課題である。
後頸部温罨法による生体反応についての基礎的研究-脳血流、血圧、体温の変化-

本研究は、後頚部温罨法が及ぼす作用の基礎的研究として成人女性を対象に後頚部温罨法による生体反応(脳血流、血圧、脈拍、深部体温、四肢末梢表面温度)を明らかにすることを目的に実施した.結果:10分間の後頚部温罨法は、血圧や脳血流などの循環系への影響は少なく、深部体温や手掌・足底などの末梢表面温度を有意に上昇させることが明らかになった.さらに接触していない肩部の筋硬度値を有意に低下させた.また、四肢末梢冷感の自覚がある成人女性においても同様に深部体温や手掌・足底などの末梢表面温度を有意に上昇させることが検証された.本研究の結果から後頚部温罨法は、深部体温や四肢末梢表面温度の上昇だけでなく、睡眠導入やリラクセーション効果など介在効果を目的とした看護援助に活用することができると示唆された.本研究は、後頚部温罨法が及ぼす作用の基礎的研究として成人女性を対象に後頚部温罨法による生体反応(脳血流、血圧、脈拍、深部体温、四肢末梢表面温度)を明らかにすることを目的に実施した.結果:10分間の後頚部温罨法は、血圧や脳血流などの循環系への影響は少なく、深部体温や手掌・足底などの末梢表面温度を有意に上昇させることが明らかになった.さらに接触していない肩部の筋硬度値を有意に低下させた.また、四肢末梢冷感の自覚がある成人女性においても同様に深部体温や手掌・足底などの末梢表面温度を有意に上昇させることが検証された.本研究の結果から後頚部温罨法は、深部体温や四肢末梢表面温度の上昇だけでなく、睡眠導入やリラクセーション効果など介在効果を目的とした看護援助に活用することができると示唆された.平成19年度の研究は,2040歳代(38.25±8.79)の女性8名を対象に,温度、湿度を一定に調整した実験室において後頚部温罨法の実験を行った。具体的方法として,被験者に基本属性や健康状態についての質問紙調査を行い,ベッドで安静にした後に48.0°C±1.49に調整したタオル(以下,温罨法とする)を後頚部に10分間貼用した。測定は,温罨法の実施前(安静時)と実施中(直後,5分,10分),実施後(5分,10分,15分,20分)に血圧,脈拍,深部温,左右手掌・足底の皮膚表面温度および近赤外線脳酸素モニター(NIRO-200)による酸素化ヘモグロビン(O_2Hb)値の項目などを実施した。分析については,SPSS16.0を用いて統計処理を行った。倫理的配慮については,被験者に研究の趣旨を説明し,署名をもって同意とした。<結果>後頚部温罨法による深部温の変化は,実施直後から徐々に温度が上昇し,実施前と比較して実施中10分から温度に有意差が認められた(p<0.05)。左右手掌の皮膚表面温度においても実施直後から有意な上昇を示した(p<0.05)。右足底の表面温度では,実施直後から実施後5分まで,左足底では実施直後と実施中5分に実施前の温度との有意差が認められた(p<0.05)。血圧および近赤外線脳酸素モニター(NIRO-200)による酸素化ヘモグロビン(O_2Hb)値については,現時点で統計的な有意差は認められていない。平成19年度の結果から後頚部温罨法による生体反応として,深部温や皮膚表面温度に対して影響することが示唆されたが,平成20年度は被験者数を増やし,詳細に測定項目の分析をすすめ,後頚部温罨法による生体反応を明らかにしていくとともに,近赤外線脳酸素モニターによる酸素化ヘモグロビン(O_2Hb)値などの脳血流量の変化についても検討していく。温罨法は、血流と細胞活性に変化を与えるという効果から保温だけではなくさまざまな目的で実施されている。現在では、脳血管疾患や生活習慣病に罹患している人も多いため、後頚部温罨法を安全に実施するためにも血圧や脳血流、体温の変化を含む生体反応について明らかにすることは重要である。本研究の目的は、後頚部温罨法が及ぼす作用の基礎的研究として、成人女性を対象に後頚部温罨法による生体反応(脳血流、血圧、脈拍、深部体温、四肢末梢表面温度)について明らかにすることである。研究方法:対象は、健康問題がない成人女性34名(26.7±9.93歳)を被験者として安静時、実施中5分・10分、除去後5分・10分・15分・20分の計7回の測定を実施した。測定項目は、血圧、脈拍、深部体温、四肢末梢表面温度(手掌・足底)、脳血流の変化である。分析方法は、SPSS16.0 family for willdowsを用いて繰り返しのある一元配置分散分析法を行い、事後検定として安静時をコントロールとして多重比較を実施した。結果および考察:深部体温と手掌・足底表面温度は、安静時と比較してすべての測定時間において有意に温度の上昇を認めた。脈拍は、除去後5分値・10分値に有意な低下が認められた。

収縮期血圧は、除去後5分値・10分値において有意に低下が認められたが、拡張期血圧は有意差がみられなかった。R-O_2Hb(酸化ヘモグロビン濃度)は、除去後5分値・10分値に有意な低下が認められ、L-O_2Hbは、実施中10分値、除去後5分値・10分値・15分値で有意な低下がみられた。本研究の結果から後頚部温罨法は、深部体温、四肢末梢表面温度を有意に上昇させるが、血圧や脳血流などの循環系への影響は少ないことが明らかになった。さらに睡眠導入やリラクセーション効果など後頚部温罨法の介在効果を目的とした看護援助に活用することができると示唆された。
やや長周期地震動評価のための深部地盤構造モデルの戦略的構築手法に関する研究

地震動評価のための深部地盤のS波構造モデルの構築方法について検討を行った。S波主要動部分の波形逆解析方法を新たに提案した。S波主要動だけでなく、表面波成分の位相速度、レシーバー関数、コーダ部分の水平上下スペクトル比などとの同時逆解析による深部地盤の信頼性の高いS波速度モデルを構築できることを示した。さらに、地震動の増幅特性や地震波干渉法による表面波群速度も深部地盤モデルの構築に有効であることを明らかにした。これらのモデル構築の妥当性を地震動シミュレーションによって確認した。首都圏でのやや長周期地震動評価のための深部地盤構造のモデル化のための基礎的データを収集するために,微動アレイ観測を20地点で実施した.これらの観測点は,北関東や房総半島東部の既存の地下構造データが少ない地域にある.アレイ観測記録に対して周波数-波数スペクトル解析を行い,レイリー波の位相速度を求めた.さらに,そのレイリー波の位相速度の逆解析によって地震基盤までの1次元S波速度構造を推定した.なお,逆解析では,山中(2007)による新しい逆解析方法を用いた.その結果を既存のモデル(山中・山田,2006)と比較し,既存のモデルの問題点を指摘した.基盤深度を比較すると,今回の結果のほうが,既往の結果に比べて深くなっている.とくに,平野端部の基盤が浅い部分での深度に2倍以上の差異があることがわかった.これは,既存の地下構造のモデル化では,地下構造データが少ない場合には外挿によってスムーズなモデルにされていることが原因であると考えられる.地震観測記録のP波初動部分の波形を用いて,レシーバー関数を評価した.さらに,各地震観測点付近で微動アレイ観測によるレイリー波の位相速度との同時逆解析を行い,深部地盤の1次元S波速度構造モデルを推定した.上記の微動アレイ観測に基づく既往の研究結果と比べると,今回のモデルでは基盤深度がより深くなっていることがわかった.微動アレイ観測によるレイリー波の位相速度データが長周期帯域で得られていないために,逆解析時に深い部分でのS波速度に不確かさが生じていることが原因であると考えられる.以上の結果を踏まえて,首都圏の3次元モデルを再構築する必要があることを指摘した.昨年度に引き続き,首都圏でのやや長周期地震動評価のための深部地盤構造のモデル化のために,微動探査を13地点で実施した。すべての地点での微動のアレイ観測記録に対して周波数-波数スペクトル解析を行い,レイリー波の位相速度を求めた。さらに,そのレイリー波の位相速度の逆解析によって地震基盤までの深部地盤の1次元S波速度構造を推定した。その結果を既存のモデル(山中・山田,2006)と比較した。さらに,首都圏において12地点で新たに微動を連続的に観測できる機器を設置し,観測を開始した。得られたデータに対して地震波干渉法に基づく相互相関解析を行い,レイリー波の群速度を推定することを試みた。得られた群速度は,既往のモデルで説明できるものであり,首都圏においても地震波干渉法の適用が可能であることがわかった。また,この結果は,地震波干渉法により得られる表面波の特性は既存の3次元モデルの妥当性に確認にも用いることができることも示している。今後,微動の連続観測データの蓄積を行い,深部地盤のモデルの検証および修正をすることを考えている。今年度は,被害地震が発生した地域での地盤構造および地盤増幅の理解の地震工学的重要性を鑑み,首都圏以外に地域においても深部地盤のモデル化を行った。まず,中越沖地震の被害地域である柏崎市では,微動探査によるレイリー波の位相速度と地震記録によるレシーバー関数の同時逆解析を行い,同地域での深部地盤のS波速度構造を推定した。また,岩手・宮城内陸地震では,震源域の鬼首地域において微動探査および余震観測を実施し,深部地盤のモデル化のための基礎的なデータの収集を行った。昨年度に引き続き,首都圏でのやや長周期地震動評価のための深部地盤構造のモデル化のために,微動探査を2地点で実施し、既往の探査結果と統合し、3次元地盤モデルの修正を行った。さらに、中小地震による長周期地震動のシミュレーションを行った。既往のモデルに比べて、観測された地震動の継続時間をよりよく再現することができた。さらに、首都圏における16地点で微動の連続観測も継続して行った。200日程度の間に得られた微動の連続データに対して地震波干渉法を適用し,各観測点ペアの間のグリーン関数を求めた。さらに、それらから表面波の群速度を推定した。平野中心部で得られた群速度は,既往の地盤モデルに対する理論値で説明できた。しかし、海域や山地などを挟む2観測点間では、既往の地盤モデルでは表面波の分散性状を説明できず、こうした地域での地盤モデルには、修正が必要であることがわかった。

これらの結果は、地震波干渉法が地盤モデルの妥当性の検証には有効な方法となりうることを示している。首都圏での地震観測記録を用いて、比較的短周期の地盤増幅特性を評価し、その逆解析から表層と深部地盤の両者をつなぐ地盤モデルを推定する方法を提案した。従来は、表層と深部地盤は分けてモデル化されていたが、この考え方によってシームレス地盤モデルを作ることができることを示した。さらに、表層地盤が長周期地震動評価に及ぼす影響を数値計算によって検討した。検討では、差分法に基づく並列計算アルゴリズムを用いて、表層地盤も含めた3次元地盤モデルでの波動伝播をシミュレーションした。その結果、表層地盤が非常に厚い地域では、その影響は周期12秒の帯域まで及び、長周期地震動の評価で無視できないことを明らかにした。
人文社会科学のための空間データ管理・共用・伝達システムの開発

本年度は,本プロジェクトの最終年度に相当するため,これまでの研究の継続と,全体成果の総括を行った,具体的には,1)空間データハンドリングツールの開発,2)空間データ解析ツールの開発,3)空間データ共有システム全体の包括的改良,1の3点を実施した.1)空間データハンドリングツールの開発では,空間データの集計単位変換やオブジェクト形式の変換など,空間データハンドリングツールの開発を行った.このツールは,ArcViewの最新バージョンである8.1上で動作するよう,Visual BASICで書かれている.2)空間データ解析ツールの開発では,ネットワーク空間上での空間解析ツール,及び,時空間データ解析ツールの開発を行った.このツールはVisual BASICで書かれており,ArcView8.1上だけではなく単独でも動作する.3)空間データ共有システム全体の包括的改良では,特にクリアリングハウスのユーザインターフェースに焦点を当てた修正を実施した,具体的には,空間データ形式の自動変換,媒体の自動選択,圧縮形式の選択などが行えるようにした.また,これらの開発研究に加え,これまでの研究成果をシンポジウム,ワークショップ,その他出版物という形で総括した.空間データ管理・共用・伝達システムの備えるべき要件,それを開発するに際して留意すべき点,個別ツールの開発手順,これらシステムの普及手段など,理論・実践の両面から,この種の研究遂行に関して得られた知見を様々な形でまとめ,報告を行った.本年度は,本プロジェクトの最終年度に相当するため,これまでの研究の継続と,全体成果の総括を行った,具体的には,1)空間データハンドリングツールの開発,2)空間データ解析ツールの開発,3)空間データ共有システム全体の包括的改良,1の3点を実施した.1)空間データハンドリングツールの開発では,空間データの集計単位変換やオブジェクト形式の変換など,空間データハンドリングツールの開発を行った.このツールは,ArcViewの最新バージョンである8.1上で動作するよう,Visual BASICで書かれている.2)空間データ解析ツールの開発では,ネットワーク空間上での空間解析ツール,及び,時空間データ解析ツールの開発を行った.このツールはVisual BASICで書かれており,ArcView8.1上だけではなく単独でも動作する.3)空間データ共有システム全体の包括的改良では,特にクリアリングハウスのユーザインターフェースに焦点を当てた修正を実施した,具体的には,空間データ形式の自動変換,媒体の自動選択,圧縮形式の選択などが行えるようにした.また,これらの開発研究に加え,これまでの研究成果をシンポジウム,ワークショップ,その他出版物という形で総括した.空間データ管理・共用・伝達システムの備えるべき要件,それを開発するに際して留意すべき点,個別ツールの開発手順,これらシステムの普及手段など,理論・実践の両面から,この種の研究遂行に関して得られた知見を様々な形でまとめ,報告を行った.本年度は研究初年度に当たり,次年度以降の研究遂行へ向けた予備調査及びデータ収集を中心に取り組んだ.1)空間データのデータ形式と投影法の利用実態の調査研究者の間で実際にどのようなデータ形式や投影法,空間集計単位等が用いられているのかを,主にヒアリング等を通じて調査した.その結果,ポリゴンデータの場合,利用されているデータ形式や投影法は比較的限られているが,ラスターデータの場合には極めて多様なデータ形式が存在することが明らかになった.従って,特にラスターデータについて,データ交換・管理システムにおいて対応するデータ形式とその対応方法を今後検討する必要があると言える.2)相互変換方法の調査データ形式や投影法を変換する手法のうち,既に流通しているシステムでどの程度実用化されているのかを調査した.その結果,投影法については,市販のGISにおいてほぼ標準的に変換プログラムが提供されているものの,データ形式変換については研究者がその都度プログラムを作成している場合が多いことが明らかになった.これは,本研究において開発するデータ交換・管理・共用システムが研究者の研究遂行に非常に役立つであろうことを示唆している.3)空間データベースの整備人文社会科学,特に,他の研究班において共通に用いられる空間データベースの収集を行った.具体的には,国勢調査小地域統計,国勢調査(メッシュデータ),数値地図全種,国土数値情報,細密数値情報,住宅地図の各データを購入もしくは借用した.さらに,これらのデータについてデータ形式や投影法等を整理し,データ交換・管理システムの要件抽出,メタデータ構築の試行,視覚化システムのプロトタイプ開発を実施した.本研究では平成11年度,1)人文社会科学における空間メタデータ,空間データ標準の研究,2)空間データクリアリングハウスの運用,3)空間データ管理システムの開発,を主に実施してきた.平成10年度に実施した,人文社会学系及び理工学系の研究者に対するアンケート・ヒアリング調査,及び,ISO TC211のメタデータ標準に基づき,人文社会学系空間データの特性を適切に記述するためのメタデータ標準をCSISメタデータフォーマットとして策定した.さらに,各研究班で入手・作成した空間データのメタデータを実際に作成し,メタデータ標準の今後の改良点の抽出,問題点の議論を行った.作成したメタデータは,CSISクリアリングハウスに投入し,試験運用を行っている.クリアリングハウスのユーザーインターフェースの評価と合わせ,メタデータ項目の使用感などについて,利用者の意見収集を行っている段階である.クリアリングハウスの運用と合わせ,空間データ管理システムの開発も行った.空間データはそれぞれデータ形式,座標系や投影法,空間集計単位,データ精度,作成時期などが異なり,それらを管理するには標準的なデータ形式,データベース形式を定め,その形にデータを変換した上でデータベースに保管する必要がある.標準データ形式については,前述のアンケートに基づいてArc View shapeファイル形式を採用し,データベースはORACLE及びDBF形式を基本と定めた.これらの形式を持つデータベースを管理し,クリアリングハウスを通じてダウンロードできるようにするために,空間データ管理システムの仕様設計を行った.

現在は,システムの一部を利用して試運転を行っている段階であり,次年度初頭には本格的な運用へ移行する予定である.本研究では,人文社会科学において用いられる様々な種類の空間データを複合的に利用するために,空間データを管理・共用・伝達するシステムの開発を行っている.平成11年度までには,主に空間データ共用システム,空間データクリアリングハウスの開発を行ってきた.昨年度までの研究を受け,本年度はまず,空間データ共用システム,空間データクリアリングハウスの改良を実施した.空間データ共用システムについては,ユーザインターフェースの改良とユーザ管理システムの簡略化を行った.空間データクリアリングハウスについては,データ検索機能の強化,XMLファイルの直接検索への対応,検索結果の集約表示などを実現した.また,クリアリングハウスの分散化へ向けて,システムの方式を比較検討した.また,複数データを組み合わせた分析手法の一つとして,面補間法によるデータ推定誤差の検討を実施した.4つの代表的な面補間法を取り上げ,それらの精度を数値シミュレーションによって比較した.この結果,場合に応じた面補間法の選択が可能となり,多様な空間データを組み合わせた分析がより行いやすくなる.さらに,多様なデータの管理・共用に対応するために,精度の非常に低い,歴史的空間データのデジタイズと基本的性質の把握を行った.ここでは特に,明治期の道路ネットワークデータをベースマップとして取り上げ,江戸期の地誌における記述や村江図などの情報を組み入れ,江戸期道路ネットワークデータベースの構築を試みた.近年,GISは自然科学研究のみならず,社会学や文化人類学,考古学など,人文社会科学研究においても徐々に利用が進みつつある.しかし,人文社会科学研究において用いられる空間データは非常に多様であるため,それらを組み合わせて利用する際には様々な問題点が生ずる.例えば,データ形式,投影法,空間集計単位,データ精度などが異なっており重ね合わせができない,空間データが複数の場所に分散管理されているため,ネットワークなどを通じて様々な空間データを取得する必要がある,といったことである,本研究はこのような,空間データの変換・交換・管理・共用に関わる問題点を解決することを目的とし,空間データの自動変換と推定を行う空間データ交換・管理・共用システムと,動的空間データ適切な方法で表示・伝達するための動的空間データ伝達システムの二つのシステムを開発している.昨年度までの研究において,本システム開発のうち,空間データ交換・管理システム及び空間データクリアリングハウスはほぼ完成している.
カテゴリー化の観点から見た関係名称体系の普遍と類型

親族・関係名称体系の類型論研究を実施するために、2年目に当たる平成13年度においては、基礎資料として広く知られている親族・関係名称体系の資料の収集を継続した。その結果、グイの体系(split nuncle patternと命名した)が非常に珍しい(世界で唯一の可能性があり記述的に価値があると同時に、理論的にも不可能な体系であると一部の研究者によって考えられているため理論上貢献するような形で議論を進める価値がある)ことをあきらかにした。同時に、コイサンの体系を比較対照することにより、このようなめずらしい親族名称体系の分布と、classificatory siblingである平行いとこの長幼の決定が相対的(親同士の関係によって決まる)なものか絶対的(本人同士の年齢順によって決まる)なものかという指標とが、相互に関連し合って出現している可能性が高く、それはコイサンの分布するある地域における、言語的系統を超えた地理的特徴であることを突き止めた。さらにこれらに関して広く議論を進めるために、コイサンの体系とuniversal kin systemを持つという点で共通点を持つオーストラリア原住民の親族名称体系について知見を得universal kin system間の類型について考察を進めた。なおこれらの研究の実施に際しては、オーストラリア・メルボルン大学を訪問しセミナーでの発表を通して現地の言語学者および人類学者と情報交換するとともに、オーストラリア人類学会(於西オーストラリア大学)にて口頭発表を行った。これらのテーマは現在論文としてまとめているところである。また昨年度取り組んだ、意味記述においてカテゴリー化をどのように扱うかという問題に関しては、カテゴリーに対する古典的・非古典的アプローチがそれぞれどのように親族名称の記述に応用されてきたかを考察し、論文として公表した。親族・関係名称体系の類型論研究を実施するために、研究初年度である11年度においては、まず、基礎資料として広く知られている親族・関係名称体系の資料の収集につとめ、これらの資料を随時比較対照することによって、カテゴリー化における類型の分類の基準と分析の必要な項目の設定について考察した。次に、社会の成員全体が関係名称で分類されるが、研究代表者が1993年以来研究対象としている中部コイサンとは異なり出自集団に基づく社会構造をもつオーストラリアの諸体系との比較対照研究をおこなうため、オーストラリア・メルボルン大学を訪問した。ここでは現地の研究者との情報交換のもとに研究に必要な基礎的文献および最新の文献を収集し、口頭発表や議論を通して広く意見を交換し研究計画のレビューを受けた。さらに、意味記述においてカテゴリー化をどのように扱うかという問題を考察するために意味論関係の文献を収集し、カテゴリーに対する古典的・非古典的アプローチがそれぞれどのように親族名称の記述に応用されてきたかを考察し、論文としてまとめた(来年度中に公表予定である)。こどもの親族カテゴリー獲得に関しては、今年度は基礎文献の収集に留まった。現地調査の実現に向けて来年度は先行研究のレビューおよび質問票の作成に取り組む予定である。またさらに来年度は、コイサンやオーストラリアの関係名称体系とまったく異なる社会の体系として、日本やアメリカ合衆国の関係名称体系を比較・対照し、カテゴリー化における類型の分類の基準および分析の必要な項目についてさらに考察を進める予定である。
動作立案能力から見る言語能力

言語起源をヒトの動作に求める説を支持するため、動作文法の可能性を探究してきた。ヒトの概略の動作を模型ロボットに模擬させ、関節からの他の関節、端点に対する運動使役をもとに、その動作立案を分析木の時系列に変換した。この木は書き換え規則体系によって生成されるが、それらの規則は正則型であることが判明した。正則文法はその複雑度が句構造文法より一レベル低いことが知られている。この動作文法によって生成される個々の終端連鎖は、文よりむしろ語と理解した方が良さそうである。今後は、これらの語が、実用目的を持つ動作全体の中で、どのように構成され文相当の語連鎖を形成するのか、意味論をも含めて、その機構の解明を行う。模型のヒト型ロボット上で種々の行為(運動)の実行を試みながら、その動作立案の句構造文法による表現の適切性を検証した。このロボットは、その姿勢を人手で教示してやることによって教えた運動の再現ができる。文脈自由文法で立案計画の木構造を導出すると、(1)関節から関節への力の伝達(動作使役の継承)関係を表示するために、繰り返し的な(recursive)書き換え規則を利用でき、埋め込み構造を表現できた。しかし、このアルゴリズムでは一つの木構造は一関節を始点にする部分的動作を記述するのみである。そこで、完結的な行為に含まれる単位的な動作(投擲運動における腕の伸展過程など)は複数の関節運動の伝達を含む必要がある。すると、(2)このような運動は繰り返し規則を含む書き換え規則群で生成した木構造の継時的な連鎖で表すことができる。分析木間には動作関節の推移があるから、それらは異なる構造(少なくとも節点ラベルの異なる)木となり、この木から木への写像は変形規則で定義できる。身体運動は文脈自由文法で導出した分析木への変形規則適用で記述できる見込みがあることが判明した。これが正しければ、ヒトの言語の文法の複雑度(文脈依存文法の必要性)が身体運動の分析木連鎖によって表示できることになる。そのためには、今後この木から木への具体的な写像関係から、ある程度規則的なパタンを抽出する可能性を模索したい。それによって変形規則に準じる操作を抽出できる可能性がある。もし、この方向性が正しければ、言語の文法の複雑度起源を身体運動の何らかのレベルの制御力に依拠すると仮定し、さらには言語起源が身体動作に(も)あるという示唆が現実味を帯びてくることになる。運動を支える骨格上の関節を制御するマクロな記号論が、ヒトの言語の文法を創発する手がかりとなるとの仮説に基づいて、模型ロボットの制御データを用いて、運動由来の原初的な文法を探っている。研究1年目(H25年度)には、骨格の形態におよそ基づく木表示上に、運動計画データから抽出したパラメータ(例えば腕立て伏せをさせるには、各時点で各関節を代用するサーボモータが何度回転するかという値)を配分した。これらの回転角度は、木の終端連鎖に含まれる。2年目である本年度、H26年度は、この木表示に改良を加えた。即ち、木表示を各時点ごとのものから各区間毎の木表示に変え、木の上に、各隣接時点の差分(区間)毎の関節の回転差分の値が表されるようにした。各関節において、その区間で回転がない時はゼロ、その区間に回転がある時は正或いは負の度数が示される。これらの木はその区間における骨格上の関節に回転があるか否かの、離散的な情報を含む。個別動作の運動プログラムに基づき区間毎にこのような木を定義すると、これらの木の連鎖全体がその個別動作を表示している。木表示での支配関係において、各関節節点がその回転の差分値を支配し、関節間の力の伝播は埋め込み可能であるので、埋め込みを繰り返し的な(recursive)書き換え規則を用いて表現した。この書き換え文法が文脈自由文法であるかをさぐったが、個々の単一木上では、句構造文法であるよりも、むしろチョムスキー階層に於いては一段階単純な帰納文法であった。しかし、帰納文法によって生成される木の連鎖が文法の複雑度に実質的な負荷を与える可能性があることを指摘した。本研究をパヴィアの学会に提出した。本研究で用いた差分値から動作動詞の論理的表示の意味論を構築する試みを開始し、ジュッセルドルフの学会に提出した。これは筆者の動作動詞の外延の様相論理的表示に関わる研究上にある。四肢を備えた二足歩行ロボットは、人手で教示するか、運動立案(motion planning)をプログラム入力することで各種の動作を実行することができる。動作の実行は、運動立案という一種の行列表でロボットに入力され、それにより関節を模擬する各個のサーボモータが時系列的に作動し、動作に必要な各部分の動きを起こし、要求される全体動作を構成する。本研究では、「腕立て伏せ」に代表される運動を根付きの木表示として表すことができた。この木は関節を節点とするグラフ構造をもち、始点を胴体の中心部に仮定し、この接点を起点として支配関係で各接点(関節と端点)間を結んだ形をしている。この支配関係は関節(サーボモータ)間の「ある関節が別の関節或いは端点を動かせしめる」という運動使役関係に基づく[過去の研究]。運動の埋め込み構造に着目し、それを生成できる回帰的規則を含む書き換え規則群を決定した。運動の時系列の各区間毎にこれらの規則が導出する分析