hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい英文読解テスト開発に向けた基礎的研究：字義的理解を超えた深い内容理解の測定

本研究は、字義的な理解を超えた深いテキスト理解を測定する方法論を確立することを目的とし、日本語要約課題の評価基準の妥当性と、日本人英語学習者の評価基準に対するビリーフに焦点を当てて検証を行った。実験の結果、先行研究で用いられてきた日本語要約課題の評価基準は十分に妥当化されていないこと、また日本人英語学習者は要約課題で求められるパフォーマンスを正しく認識できていないことが明らかとなった。今後の研究として、日本語要約課題の新たな評価基準の作成と妥当化が望まれる。本研究の目的は新しい英文読解テスト開発に向けた研究基盤を構築するため、字義的な理解を超えた深い理解を測定するテスト作成とその妥当性検証を行うことである。具体的には、心理学を基盤とした読解理論であるイベント索引化モデルに依拠したテスト項目の作成を行い、言語テスト理論の枠組みに依拠してそれらのテスト項目の妥当性検証を行うことを目指している。本年度の研究実績としては大きく2つに分けられる。1点目として、字義的な理解を超えたテキストの深い内容理解を測定する方法論について検討を行った。教育現場における実用性を考慮しなければ、現在までに様々な測定方法が提案されている。交付申請書に記載した研究実施計画においては、測定方法の検討だけでなく検討した複数の測定方法を用いて実験を行う予定であった。しかし、実験計画を立案している段階で、日本人英語学習者の状況モデル(字義的理解を超えた深い理解)の測定に際して、英語熟達度に加えてワーキングメモリ(短期記憶の一種で認知処理に必要とされる)を考慮する必要性が生じた。そこで、2点目として、日本人英語学習者のワーキングメモリ容量が状況モデルに与える影響について実験行い、研究成果として論文にまとめた。実験の主な結果としては、ワーキングメモリ容量によって日本人大学生の状況モデルが異なることが明らかとなった。従って、今後の研究の進捗に向けては、学習者の英語熟達度だけではなく、可能であればワーキングメモリの容量についても考慮に入れていく必要がある。本研究の目的は新しい英文読解テスト開発に向けた研究基盤を構築するため、字義的な理解を超えた深い理解を測定するテストの作成とその妥当性検証を行うことであった。本年度の研究実績は大きく2つに分けられる。1点目は実験デザインの確定、2点目は関連する研究の進捗である。1点目の実験デザインの確定についてである。英語リーディング研究および言語テスト学の研究成果の調査に基づき、本研究の根幹をなすイベント索引化モデルの仮定する5次元の理解を測定する方法として、要約課題を初めとした複数の手法を援用することとした。この主な理由として、本研究が提案するイベント索引化モデルに基づく深い理解の測定方法と、字義的な理解や従来の研究における「深い理解」の測定方法との比較が容易に行えることが挙げられる。また、次年度の早い段階で実験を実施できるよう、マテリアルの選定などに着手した。2点目の関連する研究の進捗についてであるが、本研究の基盤となるイベント索引化モデルに基づく日本人英語学習者の読解メカニズムについても検証を行った。実験協力者の英語読解熟達度にもよるが、日本人英語学習者にとって字義的な理解が難しい場合、イベント索引化モデルが仮定する5次元の理解の段階に達することができないということが実証された。当該研究においては、英文テキストを2回読ませることで字義的な理解にかかる認知的負担を補うことによって、イベント索引化モデルに基づく5次元の理解の影響が見られるようになっていた。このことから、マテリアルや協力者を選定する際に、英文の難易度や協力者の英語読解熟達度に一層慎重にならなくてはならないと考えられる。実験の方法論については研究計画書から大きく方向性が異なることが明らかになったが、もともと本実験を行うのは3年目までに予定であった。今後の研究の基盤となる関連した研究の進捗に基づいて、本実験の方向性が具体的に定まりつつあることから、研究の進捗自体はおおむね順調だと判断している。来年度の前半に実験を行い、その成果に基づいて確実に研究を進捗させていきたい。1点目は実験研究の実施、2点目は関連する研究の進捗である。1点目の実験研究の実施について、前年度に立案した研究計画に基づき、実証実験を実施した。日本人大学生を対象として英語の説明文を読解させ、日本語要約課題に取り組ませた。イベント索引化モデルの仮定する5次元の理解を含め、先行研究で実施されている様々な採点方法に基づいて評価し、それぞれのスコアの関係性を検討した。その結果、様々な採点方法で算出されたスコアにはいずれもr = .70程度の相関があることがわかった。アイデアユニットの算出数による字義的な採点方法と、マクロ命題の算出数というより深い理解の採点方法間にも同様の相関が見られたことは想定外の結果であった。この理由として様々な可能性が考えられるが、日本語要約課題のパフォーマンスは要求されるパフォーマンスに関する受験者の認識に影響されていると考え、追調査を行うこととした。なお、イベント索引化モデルの仮定する5次元の理解については評価者間一貫性が十分でなかったため、今回の分析からは除外している。この理由としては、テキストの特性が影響しているものと考えている。評価者間で不一致が特に多かったのは時間性、因果性そして意図性であったが、それは今回の実験で使用したマテリアルは説明文であることに起因していると考えている。

2点目の関連する研究の進捗について、本研究の基盤となるイベント索引化モデルに基づく読解メカニズムについても引き続き検証を行った。読解熟達度の高い学習者と低い学習者の読解プロセスを比較したところ、読解熟達度の差がテキストのイベント構造の理解に反映されていたことが示された。次年度の研究において、イベント構造の理解を評価項目に加えることも検討していきたいと考えている。前年度に立案した実験計画を遂行できたこと、そして本研究の枠組みとなる理論に関わる研究についても成果を上げられたことから、研究に一定の進捗が見られたと判断している。しかし、評価者間信頼性が十分でなかったことから、実験においてイベント索引化モデルに基づく採点方法の影響を検討できなかったという課題が残った。しかし、課題対しては理論的ならびに方法論的な解決案を検討することができた点は、次年度につながるものと考えている。まず,本年度の研究実績として,字義的理解を超えた深い内容理解を測定するための方法論に関する追加調査を実施した。具体的には,前年度の課題として残った追加調査を実施した。前年度の研究において,日本人英語学習者が日本語要約課題で求められるパフォーマンスを適切に認識していない可能性があった。そこで、日本人大学生を対象とした実験調査を行ったところ,日本語要約課題におけるパフォーマンスと協力者自身の認識にはほとんど相関が見られなかった(最大でもΤ= .20)。従って,日本人英語学習者が日本語要約課題で求められるパフォーマンスを意識して課題に取り組んでいない可能性が示唆された。このことから,そもそも「字義的理解を超えた深い内容理解」を測定するためには,受験者に日本語要約課題に求められるパフォーマンスを正しく認識させる,もしくは正しく認識できている協力者のみを対象とする実験を実施する必要があることが明らかになった。次に,研究期間全体を通した研究実績として,「字義的理解を超えた深い内容理解」を測定する方法論を確立するまでには至らなかったが,「字義的理解を超えた深い内容理解の測定」の方法論としての日本語要約課題の有効性と課題,およびイベント索引化モデルが仮定する5次元の状況的連続性を採用することの有効性と課題を明らかにした。今後は,本研究の成果に基づき,読み手の深いテキスト理解を測定する方法論として,日本語要約課題が抱える課題の解決が急務である。今後の具体的な課題としては,受験者から日本語要約課題の適切なパフォーマンスを引き出す方法の検討,妥当性の高い評価基準の策定と妥当化,そしてイベント索引化モデルが仮定する5次元の状況的連続性の得点化手続きの検討が必要である。本研究は、字義的な理解を超えた深いテキスト理解を測定する方法論を確立することを目的とし、日本語要約課題の評価基準の妥当性と、日本人英語学習者の評価基準に対するビリーフに焦点を当てて検証を行った。実験の結果、先行研究で用いられてきた日本語要約課題の評価基準は十分に妥当化されていないこと、また日本人英語学習者は要約課題で求められるパフォーマンスを正しく認識できていないことが明らかとなった。今後の研究として、日本語要約課題の新たな評価基準の作成と妥当化が望まれる。
医療機関における感染対策の質向上のための包括的システム構築に関する研究

院内感染対策の質向上のためには、(1)地域における微生物サーベイランス、的確な感染症診断(2)抗菌薬適正使用、(3)手指衛生等の感染対策向上が重要となる。(1)微生物サーベイランスシステムの構築により、地域別・病床規模別の解析を行うことが可能であった。培養陰性感染症に対するbroad-range PCRは有効な場合もあるが、精度評価についてはさらなる検討が必要と考えられた。(2)national database(NDB)を用いて日本の年齢別・地域別の抗菌薬使用動向を評価することができた。(3)医師の外来診療時の手指衛生の実施状況を把握する上で、自動カウンターは有効な一手法になることが示せた。本研究は、院内感染対策の質向上のための包括的システムの構築が目的であり、(1)微生物サーベイランス、(2)抗菌薬サーベイランス、(3)手指衛生サーベイランスの大きく3つの観点で研究を行なった。(2)抗菌薬適正使用を図る上での基礎データ収集の一環として、厚生労働省レセプト情報・特定健診等情報データベース(national databese:NDB)の申請を行った。2011年1月から2013年12月の3年間の医科入院・医科入院外・DPC・調剤レセプトを対象とし、医薬品データ(主として一般細菌に作用)を「入院・外来」、「都道府県別」および「年齢階級別」に年度毎に抽出し、抽出された薬剤の総使用量を集計し、抗菌薬の系統別にまとめ、地域別、年齢階級別の特性や年次推移を評価する予定である。(3)手指衛生遵守率測定の新たな手法として、2015年5月の新外来棟開院時に、全ての外来診察室に手指消毒薬の使用回数の測定が可能な機器を導入した。2015年9月からデータ収集を開始した。病院全体のベースラインの遵守率は10.7%であったが、診療科別のデータのフィードバックを開始したところ、3ヶ月目の2015年12月の時点で18.2%まで上昇した。(1)微生物サーベイランスの実施には、行政機関や三重県内全域との調整が必要、(2)抗菌薬サーベイランスの実施には、厚生労働省への申請が必要、(3)手指衛生サーベイランスの実施には、病院内の調整が必要となるが、いずれも当初計画した内容に応じて、概ね順調に進めることができている。本研究は、院内感染対策の質向上のための包括的なシステムの構築が目的であり、(1)微生物サーベイランス、(2)抗菌薬サーベイランス、(3)手指衛生サーベイランスの大きく3つの観点で研究を行なった。(1)微生物情報収集の一環として、平成27年度の3ヶ月間に三重県内30病院から収集したデータを解析・整理し、三重県感染対策支援ネットワーク(MieICNet)のホームページでデータ公開した。地域別・病床規模別で解析したところ、MRSAの検出状況について、病床規模の小さい医療機関において、より高率にMRSAが検出されることが判明した。平成28年度のデータについても現在、データ収集・集計中であり、解析・整理が終了次第、ホームページで公開する予定である。(2)抗菌薬適正使用を図る上での基礎データ収集の一環として、厚生労働省レセプト情報・特定健診等情報データベース(national database: NDB)の申請を行い、平成28年11月にデータを受領した。現在、2011年から2013年の3年間の日本の抗菌薬使用量について、「都道府県別」「年齢階級別」のデータ解析を行っている。全体の解析では、内服・注射用抗菌薬とも3年間で増加傾向を認めた。年齢階級別の解析では、内服・注射用抗菌薬とも15歳未満のグループにおいて減少傾向を認めたが、他の年齢階級は増加傾向を認めた。(3)手指衛生遵守率測定の新たな手法として、外来診療時の手指衛生の遵守率を自動でカウントできる機器を導入し、その効果判定を行った。導入初期3ヶ月のデータを整理し、APIC2016で発表を行なうとともに、論文としてまとめAJICに掲載された。(理由)(1)微生物サーベイランス:三重県感染対策支援ネットワーク(MieICNet)での取り組みも順調に推移している。(2)抗菌薬サーベイランス:NDBのデータも入手でき、解析を進めることができている。(3)手指衛生サーベイランスも軌道にのり、初期データを論文発表することができた。(1)2016年度は三重県内の42病院、2017年上半期44病院から収集したデータを解析・整理し、三重県感染対策支援ネットワーク(MieICNet)のホームページでデータ公開した。2016年に策定された薬剤耐性(AMR)対策アクションプランにおいて、耐性菌の検出率に関して、2020年の目標値が設定されたが、三重県のデータとしては、2017年時点において、目標値を達成していないことが分かった。(2)2011年2013年の3年間の日本全体の抗菌薬使用量について、NDBを用いて経口薬・注射薬における年齢階級別の使用量を検討した。経口薬については、小児と高齢者が高値となる浅いU字型、注射薬については、高齢になるにつれて高値となる右方上がりの傾向を示した。抗菌薬使用量を都道府県別で比較したところ、経口薬・注射薬とも西高東低の傾向を示した。

なお、2011年から2013年にかけては、すべての都道府県で抗菌薬使用量は増加していた。本研究結果は、IDweek2017で発表するとともに、論文としてまとめInfectionに掲載された。また、薬剤耐性ワンヘルス動向調査年次報告書2017において引用されるともに、国のデータとしてOECDへの登録も行われた。(3)手指衛生遵守率測定を引きつづき実施した。個々の医師のデータを個人あてにフィードバックしたところ、遵守率の有意な上昇を認めた。医師の外来時の手指衛生の遵守率の評価手法として、自動カウンター機器を用いたモニタリングは有用であり、また、結果をフィードバックすることは、遵守率向上に役立つことが示された。院内感染対策の質向上のためには、(1)地域における微生物サーベイランス、的確な感染症診断(2)抗菌薬適正使用、(3)手指衛生等の感染対策向上が重要となる。(1)微生物サーベイランスシステムの構築により、地域別・病床規模別の解析を行うことが可能であった。培養陰性感染症に対するbroad-range PCRは有効な場合もあるが、精度評価についてはさらなる検討が必要と考えられた。(2)national database(NDB)を用いて日本の年齢別・地域別の抗菌薬使用動向を評価することができた。(3)医師の外来診療時の手指衛生の実施状況を把握する上で、自動カウンターは有効な一手法になることが示せた。(1)微生物サーベイランスとして、平成27年度のデータの解析が終了次第、公表する予定であり、このデータ解析を通じて、地域における微生物サーベイランスのあり方について、必要に応じ見直しを行なっていく。(2)抗菌薬サーベイランスに関しては、NDBデータが入手でき次第、解析を開始する予定である。(3)手指衛生サーベイランスに関しては、手指衛生遵守率測定とそのフィードバックの効果に関して論文化を進めるとともに、遵守率を向上させるための効果的な手法について検討する予定である。(2)抗菌薬サーベイランスについて、現在、都道府県単位の大きな枠組みのデータ解析を行なっているが、今後は、医療圏単位の解析や、都道府県別に年齢階級別に解析するなど、より細かな分析も検討していく必要がある。(3)手指衛生サーベイランスの手法として、手指衛生の遵守状況を自動でカウントする手法を確立したが、医療従事者の手指衛生遵守率を向上させるための手法について、さらに検討を進めていく必要がある。感染制御抗菌薬使用量調査のためのNDBデータの解析に関して「特別抽出」の申請を行い、そのデータ解析のためのシステム開発を予定していたが、今後、新NDBシステムとして、オンサイトセンターの活用が可能となる可能性が示されたこと、及び、「集計表情報」でも、必要なデータ収集が可能であることが判明したため、本年度は、データ解析のためのシステム構築を見送ったため。抗菌薬使用量調査のためのNSBデータの解析に関して「特別抽出」の申請を行い、そのデータ解析のためのシステム開発を予定していたが、今後、新NDBシステムとして、オンサイトセンターの活用が可能となる可能性が示されたこと、及び、「集計表情報」でも、必要なデータ収集が可能であることが判明したため、本年度は、データ解析のためのシステム構築を見送ったため。NDBの「集計表情報」の解析を行なうにあたり必要な機器や学会発表等に必要な旅費に当てることを計画している。
絵巻物の高精細画像による電子化手法の開発

本研究は、わが国独自の映像資料である絵巻物の学術・教育に資する効果的・効率的な電子化手法を明らかにすることを目的としている。まず、絵巻物等の長尺資料の電子化のためのカメラ自動搬送による撮影システムを独自に設計・開発し、実用化のための検討・評価より有効性を検証した。(学術論文として学会誌に掲載された。)次に、本システムを用いて、国立歴史民俗博物館が所有する絵巻9点を動画により電子化した。このうち、「春日若宮祭礼絵巻」「江戸金座絵巻」にはナレーション等の編集を付加し、ビデオ教材を制作した。これらは同博物館にて一般公開された。さらに、7点の東海道を中心とする街道絵巻映像に加えて、関連する地図、名所図絵、書簡図絵など明治から昭和初期に発行された資料20点を高精細静止画像により電子化した。これら静止画素材や動画素材を統合して、高度教育を対象としたデジタルコンテンツ「メディアとしての東海道」を制作した。絵巻物の特性を分析した結果、絵巻物の電子化のための撮影・入力には、動画(標準系、高精細系)による方法、静止画(標準系、高精細系)による方法、一定速度で動画として撮影する方法、場面ごとに静止画として撮影する方法、様々な撮影技法(クローズアップ、ストーリーに沿った動きなど)を用いる方法を組み合わせる必要があること、及び、(1)資料と非接触で電子化できること、(2)画像が高品位であること、(3)資料が高温、乾燥、過度の光量から保護されること、(4)電子化作業が容易で信頼性があること等の機能が必要であることがわかった。そこで、これらを実現する、絵巻物等の長尺資料の電子化のためのカメラ自動搬送による撮影システムを独自に設計・開発し、実用化のための検討・評価より有効性を確認した。その結果、本システムは、(1)絵巻物の撮影画面のアスペクト比よりHDTVによる電子化が適していること、(2)大型サイズ(幅50cm)より小型サイズ(幅10cm)まで撮影可能であること、(3)標準サイズの撮影では、資料のカーリングは問題とならないこと、(4)美術工芸品の撮影の基準である1000luxの照明で撮影可能なこと、(5)資料にダメージを与える照明による温度上昇がないこと、(6)本撮影装置の速度むらは検知されないことを実証した。また、映像再生テスト及びアイカメラによる実験から、絵巻物の撮影速度を検証した結果、2028mm/secが適切な速度であり、これは本システムの設計仕様範囲内であることがわかった。その結果、本撮影システムが、絵巻物等の長尺資料の電子化に有用であることが明らかとなった。平成10年度に開発した長尺資料(絵巻物)撮影システムを用いて、国立歴史民俗博物館が所有する絵巻「春日若宮祭礼絵巻」「江戸金座絵巻」「佐渡金座絵巻」「熱海名勝図(2巻)」「東海道五十三駅画巻(2巻)」「東海道絵巻」「江戸長崎海陸道中図」「板坂・羽州街道絵巻」「東都行程図」9点を動画により電子化した。このうち、「春日若宮祭礼絵巻」「江戸金座絵巻」「東海道五十三駅画巻」にはナレーション等の編集を付加し、ビデオ教材を制作した。「春日若宮祭礼絵巻」「江戸金座絵巻」は同博物館にて一般公開された。また、「東海道五十三駅画巻」は高等教育における利用評価を行った。その結果、本手法による絵巻物の電子化は、高等教育における研究、教育、展示利用に有効であることが明らかとなった。また、来年が東海道開通400周年にあたり大きな需要が予測されるため、東海道を中心とする街道関連資料を題材として、高精細動画像、静止画像等、様々な形態の絵巻素材を統合したデジタルコンテンツを開発することとした。今年度は、先に述べた「熱海名勝図(2巻)」「東海道五十三駅画巻(2巻)」「東海道絵巻」「江戸長崎海陸道中図」「板坂・羽州街道絵巻」「東都行程図」6点の街道に関連する絵巻の動画による電子化に加えて、「東海道パノラマ地図」など大正十年頃に発行された折本形式の地図3点、「箱根名所図会」「鎌倉江ノ島名所図会」など鳥瞰図17点、書簡図絵1点、石版画1式(7点)など、明治から昭和初期に発行された資料22点を高精細静止画像により電子化した。電子化した高精細画像は総計4.5Gbyteに及ぶ。

絵巻物の特殊(長尺)な形態、独自の表現方法、描写された絵画の緻密さ、利用形態などの分析から絵巻物の電子化手法を検討し、それに基づいて実際に絵巻物をもとにデジタルコンテンツを試作し、電子化手法の有効性を検証した。平成11年度に電子化した静止画素材や動画素材を統合し、高度教育活用したデジタルコンテンツ「メディアとしての東海道」を開発した。これは、絵巻物東海道五十三駅画巻を題材とした高等教育向けWWWコンテンツであり、以下の5章より構成されている。1.東海道の旅2.近世の陸上交通(1)五街道(2)脇街道(3)交通施設3.旅から旅行へ4.旅の文化5.東海道を描いた資料各章は、1章あたり10ページ程度、1ウェブページ当たりA4サイズ1ページ相当、1ウェブページは、テキストを基本とし、静止画像、動画像などの素材を効果的に配置した。本コンテンツに用いた静止画像、動画像は、絵巻物の特殊性から、絵巻物撮影装置とHDTVカメラを組み合わせた動画撮影とQuickTime Movieによる流提供、および高精細スキャナによる画像入力とFlashPixによる編集・提供を採用した。
3次元多様体のトボロジーの研究

Chern-Simons gauge理論に付随した3次元多様体の位相不変量について研究した。筆者が以前に行ったgauge群が可換群の場合の不変量の構成を非可換群の場合に拡張しようとすると、いわゆる摂動論的不変量が重要な役割を果たすと思われる。現在、摂動論的不変量はGreen formという解析的手法により定義されているため計算が極めて困難である。そこで、この不変量をde Rham complexという解析的対象からでなくsimplicial complexというtopologicalな対象から再構成できないか考察した。その結果、位相不変性を示すにはまだ組み合わせ論的な困難があるが、ほぼ深谷氏がMorse理論の立場から提唱している不変量に落ち着きそうなことが分かった。また、物理学者により量子化されたKodaira-Spencer理論というものが提唱されているが、これはChern-Simons gauge理論と親戚関係にあると思われ、両者を統一的に見れる視点を与えることは重要と思われる。このことに数学的表現を与える第一歩として、両者ともdifferential graded Lie algebraの自然な量子化としてとらえられることをoddsymplectic geometryという立場から説明することができた。このことを踏まえて、摂動論という方法によりKodaira-Spencer理論に対しても不変量を数学的に厳密に定式化することができるのか現在考察中である。
自由液膜流の乱流遷移現象の解明とこれを応用した液体微粒化法の確立

1.放射状自由液膜流の乱流遷移について有限径の円板に沿う、層流境界形速度分布をもった液膜を、円板周端より大気中に流出させて放射状液膜流れをつくると、円板周端から数mm下流で激変的な乱流遷移が起こり得ることを明らかにした。上記遷移現象を解明するために、(1)円板周端から下流に向かうにつれて層流境界層形から一様な速度分布へと変化する、過渡的な区間の流れの様子を解析し、他方LDVにより実測して明らかにした。(2)液面性状を観察して遷移過程を明らかにすると共に、線形安定性理論により流れの安定性を解析した。(3)乱流遷移が生じる場合の速度分布をLDVで測定した。2.回転円板上を流れる放射状液膜流れの乱流変化について回転円板に沿う放射状液膜流れの乱流変異に関し、その液面性状を観察して遷移過程を明らかにするとともに、円板の回転が遷移に及ぼす影響を明らかにした。また、液膜厚さを解針法により、速度分布をLDVにより測定し、ねじれ形層流境界層の発達の様子および遷移が生じる場合の流れの様子を明らかにした。本研究課題は、円板に沿い放射状に流れて層流境界層型速度分布を発達させた液膜が円板周端を離れて自由液膜流れとなった際に、乱流遷移が生じ、液面が微細な波に覆われる現象を液体の微粒化に応用しようとするものである。昨年度申請の計画項目に即していえば、1.自由液膜流れの安定性を計算し、乱流遷移が液膜内部のうず度分布の非一様性に起因していることが明らかになった。(1)自由液膜流れの層流速度分布を計算した。(2)半径方向に変化する速度分布形のいくつかに対して線形安定理論により流れの安定性を計算した。(3)計算結果と流れの観察による実験結果を比較した。(以上、項目1については機械学会論文集に2編に分けて投稿中)。2.回転円板を用いて同質の乱流遷移を生じさせ、微粒化法への応用に着手した。現在、回転円板に沿う液膜の乱流遷移現象を解明しつつある。(1)遷移が生じる臨界レクノルズ数を調べるとともに高速度カメラによる写真撮影を行い、遷移のメカニズムを調べている。(2)乱流遷移に至る層流域のねじれ形速度分布をレーザー・ドップラ流速計により論べている。(3)ねじれ形速度分布の安定性を線形安定理論により計算しはじめている。1.静止した円板に沿い放射状に流れて層流境界層形速度分布を発達させた液膜が,円板周端を離れて自由液膜流れとなった際に,液膜内部のうず度分布の非一様性に起因した乱流遷移が生じ得ることを明らかにした.(1)自由液膜内部の層流速度分布をLlenhardの方法により計算し, LDVによる実測結果と比較した.(2)上記層流速度分布に対し,線形安定性理論を適用して流れの安定性を調べ,目視観察による実験結果と比較し,自由液膜流れに生じる乱流遷移が液膜内部のうず度分布の非一様性に起因していることを明らかにした.(3)乱流遷移が生じる場合の速度分布をLDVにより測定し明らかにした.2.回転円板に沿い放射状の液膜流れの乱流遷移現象を現在解明しつつある.(1)回転円板上を流れる層流液膜流れの速度分布をLDVにより測定し,明らかにした.(2)回転円板上を流れる液膜の層流速度分布を差分法により計算した.(3)上記速度分布に対して線形安定性理論により流れの安定性を計算した.
社会情報システムの実施理論に関する自己生成的連鎖モデル

社会システムは,情報システムの導入によって,どのような問題解決能力を獲得することができるのであろうか.この課題に取り組むため,知的な分散を主体を基盤とした相互作用に注目し,集合知能工学的な立場から,社会における情報システムの実施過程に関する実態の把握や,モデル化とシミュレーションを行なった.具体的には,サイバーコモンズに着目し,社会情報における知識の流通に関して,インターネット上の成長する社会情報学事典の構築に取り組んだ.また,情報の組織化に関して,情報空間におけるカオス的挙動を生成するとともに,社会的ジレンマ,境界生成,集団の生成と再組織化の解明を図った.ことに,組織知能の研究をレビューするとともに,日本的経営システムにおける特性の解明,操作的オーガニゼーション概念に基づく組織設計シミュレータの構築を行った.さらに,組織硬直化と再組織化に関して,パーソナリティや態度変容に着目したエージェント・アプローチに基づき,シミュレーションを行い,派閥ないし情報境界の生成を観察した.また,情報技術の発展に伴う生産流通情報ネットワークに関して,組織間構造の進化過程や仲介型組織間構造の有効性を明らかにした,以後,これらの結果にもとづいて,社会における情報システムの構築手順に関するknow howとknow whyを考察し,将来の情報技術導入に関するシナリオを描くことや,さらに,進んでは,社会が,どのようにして情報の意味を形成しているのかについて解明を試みる予定である.社会システムは,情報システムの導入によって,どのような問題解決能力を獲得することができるのであろうか.この課題に取り組むため,知的な分散を主体を基盤とした相互作用に注目し,集合知能工学的な立場から,社会における情報システムの実施過程に関する実態の把握や,モデル化とシミュレーションを行なった.具体的には,サイバーコモンズに着目し,社会情報における知識の流通に関して,インターネット上の成長する社会情報学事典の構築に取り組んだ.また,情報の組織化に関して,情報空間におけるカオス的挙動を生成するとともに,社会的ジレンマ,境界生成,集団の生成と再組織化の解明を図った.ことに,組織知能の研究をレビューするとともに,日本的経営システムにおける特性の解明,操作的オーガニゼーション概念に基づく組織設計シミュレータの構築を行った.さらに,組織硬直化と再組織化に関して,パーソナリティや態度変容に着目したエージェント・アプローチに基づき,シミュレーションを行い,派閥ないし情報境界の生成を観察した.また,情報技術の発展に伴う生産流通情報ネットワークに関して,組織間構造の進化過程や仲介型組織間構造の有効性を明らかにした,以後,これらの結果にもとづいて,社会における情報システムの構築手順に関するknow howとknow whyを考察し,将来の情報技術導入に関するシナリオを描くことや,さらに,進んでは,社会が,どのようにして情報の意味を形成しているのかについて解明を試みる予定である.社会システムは、情報システムの導入によって、どのような問題解決能力を獲得することができるのであろうか。この課題に取り組むため、知的な分散する主体を基盤とした相互作用に注目し、集合知能工学的な立場から、社会における情報システムの実施過程に関する実態の把握や、モデル化とシミュレーションを行なっている。本年度は、サーバーコモンズに関して、情報の発信や取得における社会的ジレンマ問題、参加者の満足度による集団生成についてのシミュレーションを行い考察した。情報共有による境界の形成について、エージェント間の相互作用モデルにもとづくシミュレーションを行い、集団の生成過程について、新しい現象を創発させることができた。また、情報流通に関して、組織間生産流通情報ネットワークのモデル化を行い、進化過程について考察することによって、仲介型組織構造の特徴を解明することができた。次いで、同ネットワークにつき、組織知能モデルを構築することにより、意思決定おける迅速化などの現象を考察することができた。さらに、組織硬直化と再組織化の過程について、操作的オ-ガニゼーションモデルを構築することにより、基礎的な考察を行った。以後、これらの結果にもとづいて、社会における情報システムの構築手順に関するknow howとknow whyを考察することによって、将来の情報技術導入に関するシナリオを描くことや、さらに、進んでは、社会が、どのようにして情報の意味を形成しているのかについて解明を試みる予定である。社会システムは、情報システムの導入によって、どのような問題解決能力を獲得することができるのであろうか。本年度は、情報の組織化について、情報流通、知識管理を視野に含めた社会情報システムのプロトタイプのモデル化を行う。具体的には、生活医療に関する情報の組織化を対象とした。生活医療の関係者や情報項目を整理し、実態調査を行うとともに、仲介型システムの構想にもとづいてモデルの構築を行った。この展開は、情報流通に関して、組織間生産流通情報ネットワークのモデル化を行い、進化過程について考察することによって、仲介型組織構造の特徴を解明することができたこと、さらに、同ネットワークにつき、組織知能モデルを構築することにより、意思決定おける迅速化などの現象を考察することができたことにもとづく。また、サーバーコモンズに関して、情報の発信や取得における社会的ジレンマ問題、参加者の満足度による集団生成についてのシミュレーションを行った結果について、考察を行った。情報共有による境界の形成について、エージェント間の相互作用モデルにもとづくシミュレーションを行い、集団の生成過程について、新しい現象を創発させることができたことにもとづき、仮想空間におけるアイデンティティを解明することや、組織硬直化と再組織化の過程について操作的オーガニゼーションモデルを構築することにより、展開を図った。

社会システムは,情報システムの導入によって,どのような問題解決能力を獲得することができるのであろうか.この課題に取り組むため,知的な分散する主体を基盤とした相互作用に注目し,集合知能工学的な立場から,社会における情報システムの実施過程に関する実態の把握や,モデル化とシミュレーションを行なった.具体的には,サイバーコモンズに着目し,社会情報における情報や知識の流通に関して,インターネット上の成長する社会情報学事典の構築に取り組んだ.また,情報の組織化に関して,情報空間におけるカオス的挙動を生成するとともに,社会的ジレンマ,境界生成,集団の生成と再組織化の解明を図った.ことに,組織知能の研究をレビューするとともに,日本的経営システムにおける特性の解明,操作的オーガニゼーション概念に基づく組織設計シミュレータの構築を行った.さらに,組織硬直化と再組織化に関して,パーソナリティや態度変容に着目したエージェント・アプローチに基づき,シミュレーションを行い,派閥ないし情報境界の生成を観察した.また,情報技術の発展に伴う生産流通情報ネットワークに関して,組織間構造の進化過程や仲介型組織間構造の有効性を明らかにした.以後,これらの結果にもとづいて,社会における情報システムの構築手順に関するknow howとknow whyを考察し,将来の情報技術導入に関するシナリオを描くことや,さらに,進んでは,社会が,どのようにして情報の意味を形成しているのかについて解明を試みる予定である.
口腔癌の基底膜浸潤開始の分子機構

最近の分子生物学的手法を応用した先端治療の導入,そして外科的治療法の技術進歩に伴い,局所における癌の制御率は向上している。しかしながら,いまだ癌細胞の遠隔臓器への転移を完全に制御しきれていないのが現状である。癌治療の現場において,まさに遠隔転移をいかに制御するかが最大の焦点となっている。原発巣で増殖した癌細胞は多数の複雑な過程を経て遠隔転移を成立させているなかで,癌細胞が基底膜基質を分解する過程は血管内外への移動の過程であり,最も重要な過程と考えられる。本研究者はこれまでに癌細胞が基底膜を分解する過程を観察するモデルとしてフィブロネクチン分解・浸潤モデルを用い研究を進めてきた。本研究では共焦点レーザー顕微鏡を用いることにより,癌細胞は浸潤を開始する際に形成している突起構造をinvadopodia(浸潤突起)を3次元的に捕らえることに成功した。同時に細胞骨格の一つであるアクチンがinvadopodiaへの凝集が観察でき,アクチンの再構成がinvadopodia形成に大きく関与していることが確認された。そこでアクチンの再構成の制御に関与している低分子量GTP結合蛋白質Rhoファミリーの関わりを検討した。Rhoファミリーとして分類されているRho, Rac, Cdc42は細胞接着,細胞運動,細胞質分裂,細胞の極性などの多くの細胞機能において各々は独立した機能を有しており,細胞形態に関してRhoはストレスファイバー,Racは葉状突起(ラメリポディア),Cdc42は糸状突起(フィロポディア)形成を担っているとされている。基底膜浸潤に関してこれらの影響を検討したところ,Rhoはアクチンの増生を示すものの,浸潤には影響を与えず,Racはびまん的な浸潤像,Cdc42は点状の浸潤像を示した。すなわち低分子量GTP結合蛋白質RhoファミリーのRho, Rac, Cdc42は各々独立した機能を有して基底膜浸潤に関与していることが分った。癌細胞が遠隔転移を成立させるには多数の複雑な過程が存在するが,なかでも癌細胞が基底膜基質を分解する過程は脈管内外への細胞移動の過程であり最も重要であると考えられる。我々はこの基底膜基質分解過程に焦点を絞りその分子機構の解析を行ってきた。基底膜基質分解過程をin vitroに再現したフィブロネクチン分解・浸潤モデルにおいて細胞は浸潤を開始の際に突起構造を形成している(浸潤突起-Invadopodia)。本研究において、Invadopodiaを共焦点レーザー顕微鏡で観察し,アクチンファイバーがInvadopodiaに凝集している像を3次元で観察することができた。さらにアクチン再構成を制御している低分子GTP結合蛋白質RhoファミリーのRho, Rac, Cdc42がInvadopodia形成に如何なる影響を及ぼすかを検討した。すなわち,Rho, Rac, Cdc42のdominant activemutantおよびdominant negative mutantを細胞に導入し,その細胞動態を観察したところRac, Cdc42がInvadopodia形成にすなわち癌細胞の基底膜基質分解を制御していることが示された。一方、基底膜基質分解過程には接着分子および基質分解酵素とくに膜結合型基質分解酵素(MT1-MMPなど)が大きな役割を果たしている。Invadopodia形成に関与していた低分子GTP結合蛋白質のRac, Cdc42が接着分子および基質分解酵素の活性および局在を如何に制御しているかを検討した。その結果,Rac, Cdc42はERM蛋白を介してアクチンと細胞内で結合しているCD44をInvadopodiaへ誘導していることが明らかとなった。

そしてInvadopodiaではCD44とMT1-MMPが会合している様子が観察された。今後はこの低分子GTP結合蛋白の上流および下流のシグナル伝達分子についてさらなる詳細な検討を加えていく予定である。最近の分子生物学的手法を応用した先端治療の導入,そして外科的治療法の技術進歩に伴い,局所における癌の制御率は向上している。しかしながら,いまだ癌細胞の遠隔臓器への転移を完全に制御しきれていないのが現状である。癌治療の現場において,まさに遠隔転移をいかに制御するかが最大の焦点となっている。原発巣で増殖した癌細胞は多数の複雑な過程を経て遠隔転移を成立させているなかで,癌細胞が基底膜基質を分解する過程は血管内外への移動の過程であり,最も重要な過程と考えられる。本研究者はこれまでに癌細胞が基底膜を分解する過程を観察するモデルとしてフィブロネクチン分解・浸潤モデルを用い研究を進めてきた。本研究では共焦点レーザー顕微鏡を用いることにより,癌細胞は浸潤を開始する際に形成している突起構造をinvadopodia(浸潤突起)を3次元的に捕らえることに成功した。同時に細胞骨格の一つであるアクチンがinvadopodiaへの凝集が観察でき,アクチンの再構成がinvadopodia形成に大きく関与していることが確認された。そこでアクチンの再構成の制御に関与している低分子量GTP結合蛋白質Rhoファミリーの関わりを検討した。Rhoファミリーとして分類されているRho, Rac, Cdc42は細胞接着,細胞運動,細胞質分裂,細胞の極性などの多くの細胞機能において各々は独立した機能を有しており,細胞形態に関してRhoはストレスファイバー,Racは葉状突起(ラメリポディア),Cdc42は糸状突起(フィロポディア)形成を担っているとされている。基底膜浸潤に関してこれらの影響を検討したところ,Rhoはアクチンの増生を示すものの,浸潤には影響を与えず,Racはびまん的な浸潤像,Cdc42は点状の浸潤像を示した。すなわち低分子量GTP結合蛋白質RhoファミリーのRho, Rac, Cdc42は各々独立した機能を有して基底膜浸潤に関与していることが分った。
軽量空間構造の自動化試験装置の開発

大スパン構造や大規模生産施設等に用いられる3次元複合構造の耐震,耐風,耐雪設計は安全性や機能性の確保上重要な課題である。これらの構造は形状や荷重条件が複雑であり,特に,軽量構造の場合には大変位が生じやすく,実験が困難であることにより精度の高いデータの収集ができにくく,設計時におけるデータが不足している。本研究では,大変位を示す軽量空間構造に対して,構造実験用の自動化試験装置をロボット化を目標として開発することにある。多点式かつ3次元的載荷を可能とするため,6角型の支持構造を試作し,電動式アクチュエータによる載荷および変位や加速度などの測定を一体化したコンピュータ制御の試験装置を試作した。試験装置の作動性と制御・収録用ソフトの有用性を検討,調査するため,偏平アーチの変位制御型載荷による座屈実験を実施した。本試験装置による実験対象として,空間骨組構造とポール,ケーブル,膜を組み合わせたハイブリッド構造を採用している。試験装置の設計を行うに当り,これらの2種類を選定した理由は次の通りである。空間骨組構造(スペースフレーム)はシェル効果により比較的高い剛性を持ち,エネルギーの急激な放出現象である構造安定挙動が重要な調査内容となること。一方、ハイブリッド構造は剛性の小さな構造で大変位性状と変位の増加に伴う抵抗型式の変化に構造特性があること。本試験装置はこれらの機能を満足するように仕様を決定した。空間骨組構造の既往の研究を調査するとともに,研究の少ない半球を両端に持つ単層ラチスシェルの座屈荷重を理論および数値解析で調査した。さらに,2次曲面で表現される偏平ラチスシェルを,ラチスのみの場合と面内剛性を高めるために挿入する薄肉パ-ツを,実験用に試作した。本研究の目的は大変位かつ動的挙動を示す軽量空間構造に対して、構造実験用の自動化試験装置をロボット化を目標として開発することである。空間構造として、地震、風、雪などの複雑な荷重条件下で使用されるスペースフレーム(立体骨組)、ハイブリッド構造(膜、ポール、ケーブルなどにより構成した構造)、シェルを採用している。これらの構造物は形状および荷重条件が複雑で、弾性領域での挙動から破壊に至るまでの過程を含めて、形状設計や安全度を検討するためのデータが不足している。その第1の理由は実験が困難であることにより、精度の高いデータの収集ができにくいことにある。本研究では、載荷機器の高性能化、センサー技術の発達、知識工学の進歩を基礎とし、載荷制御-情報検出-情報処理をコンピュータ制御により、一貫しておこなう自動化試験装置を試作する。本年度は次に述べる3項目の研究を実施した。1.空間構造の予備解析スペースフレームの幾何学的非線形解析をおこない、大変位による座屈挙動を調べ、実験で必要となる荷重レベルと変位の範囲を評価した。また、ビエゾシェルの振動解析をおこない、実験で必要となる周波数領域を調査した。2.自動化試験装置支持構造3次元的な形状を持つ支持構造を立体トラス構造を採用して設計し、試作した。3.多点式電動載荷システム点載荷に用いる電動型アクチュエータ(5台)の仕様を決定し、購入した。

多点式かつ3次元的載荷を可能とするため,6角型の支持構造を試作し,電動式アクチュエータによる載荷および変位や加速度などの測定を一体化したコンピュータ制御の試験装置を試作した。試験装置の作動性と制御・収録用ソフトの有用性を検討,調査するため,偏平アーチの変位制御型載荷による座屈実験を実施した。本試験装置による実験対象として,空間骨組構造とポール,ケーブル,膜を組み合わせたハイブリッド構造を採用している。試験装置の設計を行うに当り,これらの2種類を選定した理由は次の通りである。空間骨組構造(スペースフレーム)はシェル効果により比較的高い剛性を持ち,エネルギーの急激な放出現象である構造安定挙動が重要な調査内容となること。一方,ハイプリッド構造は剛性の小さな構造で大変位性状と変位の増加に伴う抵抗型式の変化に構造特性があること。本試験装置はこれらの機能を満足するように仕様を決定した。空間骨組構造の既往の研究を調査するとともに,研究の少ない半球を両端に持つ単層ラチスシェルの座屈荷重を理論および数値解析で調査した。さらに,2次曲面で表現される偏平ラチスシェルを,ラチスのみの場合と面内剛性を高めるために挿入する薄肉パ-ツを,実験用に試作した。
SNS等連携でLMSでの情報共有を加速し学習を活性化するシステムの設計と開発

本研究は、学習者の主体的な情報発信・共有を支援し、そのプロセスで主体的な学びの姿勢の習得を支援するために、一般的によく使われる情報ツールであるSNS(Facebookやtwitterなど)、電子メール、Evernoteを入力インターフェースとして利用し、個々の学習者が入力した情報をLearning Management System(以下、LMS)であるMoodleのコース上に自動的に集約・共有した上で情報の検索が行えるシステム「SharedPanel」を設計・開発することを目的としたものである。平成30年度は「本システムのモジュール化」を主に行った。過去にSharedPanelのプロトタイプを学会等で発表した際、これまでに連携したFacebookなどの外部ツール以外の外部ツールでも連携できるか、また取得した情報を一覧表示する画面についても、カード形式ではなく、他の表示形式に対応できないのかという指摘があった。そこで、SharedPanelの改善案として、外部ツールから情報を取得する部分(情報入力部)と取得した情報をMoodleの画面上で一覧表示する部分(情報表示部)についてモジュール化を行い、誰でも新たな外部ツールや表示形式を追加開発できるようにした。出産および育児に伴う休業取得のため、当初の予定よりも遅れている。次年度の研究計画として、下記の作業を行う。(1)IDに基づいて授業実践例を設計、専門家レビューを行う:前年度までに設計した「SharedPanelを用いた4つの教育事例」を元に、本システムを用いて「学習者が自ら情報を共有する態度とそのための能力」を身につけるための学習支援法の設計をIDを用いて行い、IDの専門家に専門家レビューを依頼する。(2)授業実践例に基づくSharedPanelの改善及び実践例の公開:本システムを用いた学習支援法をウェブサイト等を通じて無償で公開し、既に公開済みの本システムと併せて誰でも参照・利用できるようにする。(3)SharedPanelのモジュール化およびLTI対応:平成30年度に行ったSharedPanelのモジュール化について、第三者による評価を行う。その評価が終わり次第、誰でも無償で利用できるように公開する予定である。また、Moodle以外のLMSでも利用できるようにSharedPanelのLTI化も進め、こちらも誰でも無償で利用できるようにする。本研究は,学習者の主体的な情報発信・共有を支援し,そのプロセスで主体的な学びの姿勢の習得を支援するために,一般的によく使われる情報ツールであるSNS(Facebookやtwitterなど),電子メール,Evernoteを入力インターフェースとして利用し,個々の学習者が入力した情報をLearning Management System(以下,LMS)であるMoodleのコース上に自動的に集約・共有した上で情報の検索が行えるシステム「SharedPanel」を設計・開発することを目的としたものである.平成28年度は,「本システムと連携させるツールの選定」および「プロトタイプの開発」を行った.「本システムと連携させるツールの選定」については,高等教育機関におけるSNS活用に関する先行文献の調査およびアンケート調査の結果,情報を入力するためのツールとしてFacebookとTwitter,電子メール,Evernoteに加え,LINEとInstagramも必要であることが明らかになった.調査で明らかになったことを踏まえ,本システムのプロトタイプに対してツールの連携を行った.また,本システムを実践で試用する際,システムへ情報を直接入力する機能および共有された情報に対する投票・集計機能を追加した.開発したプロトタイプは平成29年度に公開する予定であったが,早い段階でプロトタイプを公開し,他の教育機関でも教育実践で活用してもらい,その実践からのフォードバックを元に改善を行うことにしたため,Github(誰でもアクセスできるソース置き場)で公開した.平成28年度の計画として,「本システムと連携させるツールの選定」および「プロトタイプの開発」をあげていた.どちらも完了しており,「プロトタイプの開発」については,当初から予定していたツールとの連携部分以外にも,実践で試用する際に必要となった機能(例:共有された情報に対する投票・集計機能)の追加などを行った.また,開発したプロトタイプについて実際に社会人向けに開催された講習などで試用し,形成的評価まで行うことができた.開発したプロトタイプについては,Github(誰でもアクセスできるソース置き場)で公開することができた.本研究は,学習者の主体的な情報発信・共有を支援し,そのプロセスで主体的な学びの姿勢の習得を支援するために,一般的によく使われる情報ツールであるSNS(Facebookやtwitterなど),電子メール,Evernoteを入力インターフェースとして利用し,個々の学習者が入力した情報をLearning Management System(以下,LMS)であるMoodleのコース上に自動的に集約・共有した上で情報の検索が行えるシステム「SharedPanel」を設計・開発することを目的としたものである.平成29年度は,「本システムをMoodleプラグインディレクトリで公開する準備」および「本システムの強みに基づく学習支援法の設計」を行った.具体的には,本システムは既にGithub(誰でもアクセスできるソース置き場)で公開されているが,技術に詳しくない人の場合,本システムを自身のMoodleへ追加することは困難であった.そこでMoodleプラグインディレクトリで公開し,技術に詳しくない人でも簡単に自身のMoodleへ追加できるように準備した.また,本システムの強みである「各外部ツール上のデータを保存できる点」や「情報を入力する際,学習者が好きなツールを選択できる点」に基づいて,4つの教育事例を設計した.現在審査中のMoodleプラグインディレクトリの公開申請が通り次第,その教育事例を掲載する予定である.平成29年度の計画として,「SharedPanelのプロトタイプの設計・開発と形成的評価」および「一般教養科目での実践・評価」をあげていた.

「プロトタイプの設計・開発」については,内部のコードを整理し,Moodleプラグインディレクトリへ公開申請する準備を進めた.また,平成28年度に設計・開発したプロトタイプに対して行った形成的評価の結果について分析を行い,論文を執筆した.一方,平成29年度から平成30年度の計画として予定していた「一般教養科目での実践・評価」については,現段階では対象となる科目が未定であるため,平成30年度に引き続き行う予定である.本研究は、学習者の主体的な情報発信・共有を支援し、そのプロセスで主体的な学びの姿勢の習得を支援するために、一般的によく使われる情報ツールであるSNS(Facebookやtwitterなど)、電子メール、Evernoteを入力インターフェースとして利用し、個々の学習者が入力した情報をLearning Management System(以下、LMS)であるMoodleのコース上に自動的に集約・共有した上で情報の検索が行えるシステム「SharedPanel」を設計・開発することを目的としたものである。平成30年度は「本システムのモジュール化」を主に行った。過去にSharedPanelのプロトタイプを学会等で発表した際、これまでに連携したFacebookなどの外部ツール以外の外部ツールでも連携できるか、また取得した情報を一覧表示する画面についても、カード形式ではなく、他の表示形式に対応できないのかという指摘があった。そこで、SharedPanelの改善案として、外部ツールから情報を取得する部分(情報入力部)と取得した情報をMoodleの画面上で一覧表示する部分(情報表示部)についてモジュール化を行い、誰でも新たな外部ツールや表示形式を追加開発できるようにした。出産および育児に伴う休業取得のため、当初の予定よりも遅れている。次年度の研究計画として,ID(インストラクショナルデザイン)に基づいて授業をデザインし,一般教養科目などで本システムのプロトタイプを利用することを予定している.平成28年度もプロトタイプを実際に社会人向けに開催された講習などで試用したが,実践はIDに基づいてデザインされたものではなく,プロトタイプの利用もあくまで動作検証のレベルにとどまっていた.