hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高等植物におけるタンパク質分泌の分子機構-条件優性体細胞遺伝学によるアプローチ

植物細胞において,タンパク質の分泌過程は,細胞骨格系と協同して細胞の極性と伸長方向を決定していくという重要な意義を持つ,本研究では,植物における分泌の研究に,酵母で大きな成功を見ている分子遺伝学的アプローチを導入することを目指した.タバコとシロイヌナズナのcDNAを酵母で発現する実験系を構築し,以下の研究を行った.1,小胞体-ゴルジ体間輸送に働く酵母遺伝子SAR1のタバコとシロイヌナズナの相同遺伝子を得,これが酵母SAR1欠失株を相補することを利用してさまざまな変異の解析を行った.その結果,H74LとN129Iという変異アレルが植物の野生型SAR1に対して優性致死に働くことを明らかにし,植物で発現調節することにより条件致死変異株を作成する展望を開いた.2,GAL1プロモーターの支配下に酵母内で条件的に発現するシロイヌナズナcDNAライブラリーを構築し,これを用いて酵母sec15ts変異を抑圧するシロイヌナズナ遺伝子RMA1を同定した.この遺伝子は,RING fingerモチーフを持つ新しいタイプの膜タンパク質をコードしていた.3,シロイヌナズナの低分子量GTPase Ara4を発現することが酵母のypt1,ypt3,sec4変異株の生育を悪くすることを利用して得た,Ara4の制御因子AtGDIについて,さらに解析を進め,クロスハイブリダイゼーションによって第2の遺伝子AtGDI2を同定した.植物細胞において,タンパク質の分泌経路は,細胞壁の構成成分の輸送を司ると同時に,小胞輸送による膜の供給と,細胞壁の合成・再構成に関わるさまざまな酵素群の供給など,細胞表層の構築に必須な役割を担っている.したがって,分泌の過程は,細胞骨格系と協同して細胞の極性と伸長方向を決定していくという重要な意義を持つ.その分子機構の解明は,植物における組織形成を理解していく上で不可欠と言えよう.本研究は,これまで動物や微生物にくらべて大きく遅れを取ってきた植物における分泌の研究に,分子遺伝学的アプローチという,酵母で大きな成功を収めてきた方法論を導入し,また同時に生化学的,形態学的にも有用な実験系を確立することを目的とする.研究材料も,培養細胞から固体へと展開し,分泌の意義の理解を,細胞レベルから組織・器官レベルへと発展させていくことを目指す.本年度は,まず植物の分泌に関わる遺伝子の同定を試み,シロイヌナズナcDNAを酵母で発現できるライブラリーを構築した.さまざまな酵母sec変異を相補するクローンをスクリーニングした結果,sec15-1のts性を抑圧するクローンとして,リングフィンガーモチーフをもつ膜タンパク質をコードする15c-10を単離した.また,Ara4GTPaseを酵母のypt1,ypt3,sec4変異株で発現させると生育が悪くなることを見出し,これを利用してその抑圧遺伝子としてGDP-dissociation inhibitorをコードするAtGDI1を単離した.これは植物の低分子量GTPaseの調節タンパク質としては初めての発見である.優性変異の条件的発現に関しては,すでに得ていたシロイヌナズナおよびタバコのSAR1遺伝子に変異を導入し,これをtetR-応答性プロモーターあるいは糖質コルチコイド応答性プロモーターの下流につないで植物細胞に導入する実験を進めている.植物細胞において,タンパク質の分泌過程は,細胞骨格系と協同して細胞の極性と伸長方向を決定していくという重要な意義を持つ,本研究では,植物における分泌の研究に,酵母で大きな成功を見ている分子遺伝学的アプローチを導入することを目指した.タバコとシロイヌナズナのcDNAを酵母で発現する実験系を構築し,以下の研究を行った.1,小胞体-ゴルジ体間輸送に働く酵母遺伝子SAR1のタバコとシロイヌナズナの相同遺伝子を得,これが酵母SAR1欠失株を相補することを利用してさまざまな変異の解析を行った.その結果,H74LとN129Iという変異アレルが植物の野生型SAR1に対して優性致死に働くことを明らかにし,植物で発現調節することにより条件致死変異株を作成する展望を開いた.2,GAL1プロモーターの支配下に酵母内で条件的に発現するシロイヌナズナcDNAライブラリーを構築し,これを用いて酵母sec15ts変異を抑圧するシロイヌナズナ遺伝子RMA1を同定した.この遺伝子は,RING fingerモチーフを持つ新しいタイプの膜タンパク質をコードしていた.3,シロイヌナズナの低分子量GTPase Ara4を発現することが酵母のypt1,ypt3,sec4変異株の生育を悪くすることを利用して得た,Ara4の制御因子AtGDIについて,さらに解析を進め,クロスハイブリダイゼーションによって第2の遺伝子AtGDI2を同定した.
一般転写因子の分子生物学的手法による解析

TFIIFの機能ドメインはRAP74とRAP30のN末62171およびI1110アミノ酸領域がin vivoでの結合活性を有する最小のドメインであった。またin vitroの転写活性にはRAP74のN末73205およびC末356517アミノ酸領域が重要であることが判明した。多分前者の領域はRAP30との結合に、後者のそれは触媒活性に関与していることが示唆された。更にTFIIFの両サブユニット(RAP30およびRAP74)が翻訳後修飾をもうけていることを見いだした。大腸菌で発現させた組み替え体TFIIFはDSD-PAGE上、精製したnativeTFIIFより小さいが、後者をアルカリフォスファターゼ処理すると移動度が同じとなった。この脱リン酸化IIFは転写開始活性、開始複合体形成能、mRNA伸長反応すべてにおいて、リン酸化型より低い活性を示した。組み替え体とnativeのサブユニットからなるハイブリットIIFの解析から、RAP74のリン酸化が主要な効果をもち、転写活性をup-regulaをすることがわかった。最後にTFIIB,IID,IIEαおよびβ、RAP30およびRAP74はバクテリア・6ファクターに保存されている領域と類似したアミノ酸列を示す。そこで一つは真核生物における上記転写因子とRNAポリメレースII、大腸菌における6とRNAポリメレース・ユアは共通の機能によって相互作用しているか、もう一つはこれらの転写因子が共通の祖先から由来し、ヒト染色体のある一定の部分ルクラスターも形成しているかを追求した。組換え体サブユニットを大腸菌無細胞系に加えたところ、γRAP74はHela細胞由来TFIIFと同等の促進効果を示した。ヒトRAP74遺伝子はin situハイブリダイゼーションにより染色体19p13,3に、RAP30は4g31,2にマッピングされ、クラッターを形成していないことを示唆した。HeLa細胞核抽出液中には少なくとも6つの一般転写因子がRNAポリメレースIIによる正確な転写開始に関与していると考えられる。我々はそのうちTFIIF(FCあるいはRAP30/74)について研究してきた。本年度はTFIIF各サブユニット間の結合および転写活性に関与するドメインを各サブユニットの欠失変異を用いて追究した。RAP30とRAP74のどのドメインが結合に関与しているか、まず野生型RAP30とRAP74の欠失変異の組合わせについてCATアッセイを行った。RAP74のアミノ酸残基62-171をもったペプチドがCAT活性をもった最小の断片であった。一方野生型RAP74とRAP30の欠失変異の組合わせではRAP30の1-110アミノ酸残基のクローンがCAT活性を示した最小の断片であった。したがってRAP30の1-110のアミノ酸残基がRAP74の62-171のアミノ酸残基と相互作用し、ヘテロダイマーの形成に関与することが明らかとなった。次にRAP74の欠失変異蛋白によりin vitro転写活性の再構成を試みたところ、N末端側73-205及びC末端側356-517のアミノ酸残基が野生型RAP74と同じ転写活性を有するために必要であった。以上の結果からRAP74のN末端側はRAP30のN末端側と相互作用し、更にRAP30のバクテリア・シグマファクターとホモロジーが高い領域を通してRNAポリメレースIIと複合体を形成するものと考えられる。またRAP74のC末端側は触媒反応に関与すると推定される。TFIIFは基本転写において必須の転写因子であり、バクテリアRNApolymeraseのбサブユニットにホモロジーが高い部分が存在する。

TFIIFの機能を分析する試みの一つとして、バクテリアのin vitro転写系への効果を追求した。その結果、TFIIFのみが転写開始を増強し、他の基本転写因子、TBP、TFIIB及びTFIIEにはそれがみられなかった。その効果はTFIIFの74kDaサブユニット(RAP74)がバクテリアRNA polymeraseのλファージPLプロモーターへの結合を増強することによることが判明した。なおその増強の効果はRNA polymeraseと鋳型DNAとの比が低い場合にみられた。いろいろの欠失変異をRAP74に作製し、転写活性を測定したが、増強活性を有する領域は特定出来なかった。またRAP74のRNApolymeraseへの解合は認められたが、弱いものであった。その他TFIIFに関する実験ではバクテリア中で産生した各サブユニット(RAP30/74)はnativeのそれらよりSDS-PAGE上分子量が小さいことが判明し、転写後の修飾による調節が示唆された。実際リン酸化が関与しているのではないかという考えのもとに、native TFIIFをアルカリフォスファターゼ処理をするとnative RAP74はバクテリア産生のそれと同じ位の分子量に減少したが、native RAP30にはそれがみられなかった。分子量の減少と転写活性それは相関していた。またTFIIFは転写の関始複合体形成に関与するのみならず、転写のelongationにも関与しており、脱リン酸化が後者の活性をも減少していることが判明した。現在それぞれのサブユニットについてnativeとリコンピナントポリペプチドを精製し、ハイブリドを作製し、リン酸化の転写活性への意義について追究している。結晶構造解析のためのRAP30の大量精製は、マルトース結合蛋白との融合蛋白ではあるが、アミローズ・カラムによる精製が充分でなく進行していない。基本転写因子TFIIF(RAP30/74)はRNAポリメラーゼIIによる正確な転写開始と伸張に必須である。バクテリアで産生した各サブユニット(rRAP30/74)はnativeのそれ(nRAP30/74)よりSDS-PAGE上分子量が小さいことが判明し、転写後の修飾による調節が示唆された。サブユニットの一次構造から推定されるように、C末端部にはリン酸化をうける可能性があるアミノ酸残基が存在し、今回リン酸化による修飾の可能性とその意義について追究した。nRAP30/74をアルカリフォスファターゼ処理するとnRAP74はrRAP74と同じ分子量に減少した。しかしnRAP30には見られず、リン酸化以外の修飾が推定された。しかもnRAP74のフォスファターゼ処理による分子量の減少と転写活性及び伸張活性の減少とは相関していた。またフォスファターゼ処理したnRAP30/74はDBPolF複合体形成及びRNAポリメラーゼIIとの結合がnRAP30/74より弱かった。rとnの各サブユニットの交換実験ではnRAP74を使用した時のみ転写活性とDBBPolF複合体形成が促進された。
人物頭部の3次元構造モデルに基づく顔面表情の定量的計測システムの開発

まず、本研究では、顔面の動きを3次元的に計測するシステムを構築した。これは、被験者の顔面にマーカーを付与し、これを垂直に配置した2台のカメラで撮影して、各特徴点の動きを3次元座標の移動量として取得するものである。このシステムを利用して、心理学分野で提唱されているFacial Action Coding Systemのアクションユニットの定量化や、発話時の口形状の実測を実施した。また頭部を表現した3次元ワイヤフレームの変形と正面画像のテクスチャマッピングにより、計測した原画像の表情をそのままコンピュータグラフィックスとして再現することを可能にした。次のテーマとして、アクションユニットの組み合わせによって実現される6つの基本表情を作成し、この表情記述パラメータからニューラルネットの恒等写像学習によって3次元の感情空間を獲得した。これは、表情記述パラメータの組み合わせによって記述された感情状態を3次元の空間の1点として表現するもので、感情の認識と合成を同時に実現することができる。この感情空間の評価により、空間内では表情が連続的に記述され、心理学的にも妥当な空間が獲得されていることが明かとなった。次に手がけたテーマは、マーカを添付せずに、表情認識する試みである。これは、目と唇領域に注目し、画像の空間周波数情報が表情変形と相関が高いことに着目して、縦方向と横方向の周波数帯域成分から6つの基本感情を推定するシステムを構築した。このシステムでは目と唇領域を自動的に追跡して、フレーム毎に感情状態の認識結果を実時間で出力することができるようになった。実験結果から人間の主観による認識に近い性能を実現できた。本年度は、表情認識システム構築の第一歩として、表情パラメータの定量的な記述と実画像からの特徴点自動抽出法の確立に重点をおいて検討を進めた。従来から、表情パラメータによる表情変形の研究を進めてきたが、ここで用いていたのは2次元的な変形ルールに過ぎず、頭部の回転を行った場合には不自然な印象を与えていた。まず、表情表出時の顔面の3次元的な変形を実際の人物像から測定するため、2台のカメラを被験者の正面と側面に設置し、フレームの同期を取りながらVTRに記録した。この際、正面顔画像と側面顔画像の対応付けのために被験者の顔面上にブルーの小さな円形のマーカーを貼付し、画像中からこの点を追跡して3次元的な動き情報を得た。予め定めた不動点の位置で各点の動き量をノーマライズし頭部の動き自体による影響を取り除いて、アクションユニット毎に3次元の移動量を実測した。3人分の実測値に基づいて、統計的な処理を施し、表情パラメータの記述を定めた。現在、この評価を進めている。次に、顔画像からの特徴点自動抽出法として、一定の限定条件での手法の開発を行った。この限定条件とは、背景を無地として1人の正面画像を仮定し、ある程度顔面の特徴部位が画像中において特定の位置を占めるような初期設定を、被験者自身に実施してもらう形式をとる。これにより、まず色情報に基づいて唇候補領域を検出し、頭部の形状の知識から眉、目、鼻、顎といった特徴部位の候補領域を推定して、最終的に各部位の形状特徴点を得るものである。現時点では、表情パラメータから各特徴点の移動量が決定できるが、この逆問題を解決して、実画像から抽出された特徴点から情報パラメータを推定し、環状状態を推定することが来年度以降も目標となっている。平成7年度は、表情が表出する基本感情およびその中間感情を定量的に表現するための感情モデルの提案と、感情認識のための実画像からの顔の特徴点抽出について検討を行った。まず、入出力層に感情パラメータのための17個のユニットをもち、中間を3ユニットに圧縮して5層構造を有するニューラルネットを用いる。基本感情パラメータを入力として与え恒等写像学習を実施し、中間層に現れる3次元空間を感情モデルとみなす。この空間は連続的に定義されており、特定の基本感情間の推移が連続的に記述されている。

したがって入力画像から得られた表現パラメータから3次元空間上の点を推定することによって感情認識、感情空間上の点を指定して表現パラメータを推定することにより表情合成が可能となり、認識・合成を同時に実現できる感情モデルを世界に先駆けて構築した。この感情空間の表現する意味付けについても主観評価を実施し、心理学的な妥当性を得た。また感情空間上の点が実際にどういう基本感情の組み合わせとして表現できるかを、3層のニューラルネットによって実現し、点を指定すれば感情状態を言語的に表現することが可能となった。一方、カメラ入力された2次元の正面画像から、実際に表情パラメータを推定するための特徴点を自動推定するためのアルゴリズムについて検討した。色情報を利用することにより背景分離と、目、眉、唇といった特徴的な部位の候補領域を初期探索し、この候補領域に対して、エッジ情報等のミクロな分析を実施する。照明環境を一定という条件のもとで人物によらずロバストな特徴点の抽出を実現した。さらにこの特徴点情報から表情パラメータを推定する部分も、3層のニューラルネットによって実現し、顔画像入力から感情状態の推定、さらにその感情状態から表情画像を合成する部分までをオペレータを必要とせず、自動的に実現できる環境を、世界に先駆けて実現した。まず、本研究では、顔面の動きを3次元的に計測するシステムを構築した。これは、被験者の顔面にマーカーを付与し、これを垂直に配置した2台のカメラで撮影して、各特徴点の動きを3次元座標の移動量として取得するものである。このシステムを利用して、心理学分野で提唱されているFacial Action Coding Systemのアクションユニットの定量化や、発話時の口形状の実測を実施した。また頭部を表現した3次元ワイヤフレームの変形と正面画像のテクスチャマッピングにより、計測した原画像の表情をそのままコンピュータグラフィックスとして再現することを可能にした。次のテーマとして、アクションユニットの組み合わせによって実現される6つの基本表情を作成し、この表情記述パラメータからニューラルネットの恒等写像学習によって3次元の感情空間を獲得した。これは、表情記述パラメータの組み合わせによって記述された感情状態を3次元の空間の1点として表現するもので、感情の認識と合成を同時に実現することができる。この感情空間の評価により、空間内では表情が連続的に記述され、心理学的にも妥当な空間が獲得されていることが明かとなった。次に手がけたテーマは、マ-カを添付せずに、表情認識する試みである。これは、目と唇領域に注目し、画像の空間周波数情報が表情変形と相関が高いことに着目して、縦方向と横方向の周波数帯域成分から6つの基本感情を推定するシステムを構築した。このシステムでは目と唇領域を自動的に追跡して、フレーム毎に感情状態の認識結果を実時間で出力することができるようになった。実験結果から人間の主観による認識に近い性能を実現することができた。
排泄機能障害をもつ子どもと親が学校で排泄問題に出会う体験の構造

本研究の目的は、家庭や学校生活で排泄問題に出会う排泄機能障害をもつ子どもと親の思いや、排泄問題をめぐって親子が関わりあい生活しながら体験していることを明らかにすることであり、排泄機能障害やそれに関連する問題に対し、親と子どもがどのように日々家庭の中や学校で関わり合い向かっているのか構造化するものである。20年度におけるインタビューは、同じ学童前期でも発達途上である子どもの特性(普段からの会話や語彙力、対人関係の取り方、社会性など)によってインタビューで把握できる状況にかなりの差があること、Grounded Theory Approachでは1名の対象者に複数回インタビューすることも多いが成長発達途上であるが故に変化していくこと、認知の未熟さ故に内容にずれが生じるなども確認され、学童前期の子どもへのインタビュー方法の開発の意義は確認されたと考える。しかし、インタビュー例数が少なく構造化および親と子どもという二者の継続比較分析方法まで至れておらず、さらにインタビューを行ったデータについて検討を深めていく必要がある。米国ハワイ州の小学校を視察し、導尿を含め他の医療的ケアを必要とする子どもも健常児も同じ学校内で生活し自立できていない子どもがいる場合は看護師によるサポートがあり保健所保健師が統括しながら連携していた。また、排泄機能障害をもつ子どもの自尊感情などはアメリカでも同様に重要課題であり、二分脊椎症など、成長に合わせた体系化された冊子体を患者会が作成したものを病院でも活用し、時には、病院看護師が学校に出向いてクラスの子どもたちに説明をする機会があるという。今後、目的に照らし学校で生活する排泄機能障害の子どもへの体系的な関わりについて検討を深めることが重要である。昨年度は、まず文献検討を行なった。学童前期を対象としたインタビューは、発達段階故の困難さがあるが、語彙力上や、限られた親などには自由に話せるという特徴がある。従来は、学童前期くらいの子どもに対しては参加観察を含めたインタビューデータを使用して行われてきたが、参加観察等ができ得ない状況(家庭内のことや学校における場面や状況)を研究者がインタビューする場合の効果的な方法については、ほとんど文献はなく開発・検討がされていない状況が明らかとなった。また、19年度は、研究計画に沿って親と子どもへのインタビューガイドラインを作成した。研究協力者は、排泄機能障害に関連する家族の会の代表者を通して2組の親子に依頼し、データ収集を半構成的面接法で行った。学童前期を対象とするため、インタビュー訓練を行ったが、学童前期の子どもへのインタビューは初対面の子どもの内面を引き出す困難さゆえの課題も見られるため、さらに訓練・検討が必要であった。インタビューを行ったデータについて親と子どもという二者の継続比較分析方法も検討しつつ続行中である。
映像デザイン学の構築に向けたプロジェクションマッピングの事例調査と統計解析

「プロジェクションマッピング」とは、建物や立体物の形状に合わせて映像を変形し、プロジェクタで投影する技法である。本研究は、これまで十分な学術研究が行われていなかったプロジェクションマッピングの事例調査を行い、情報を収集して作品のデータベースを作成することである。そのデータをもとに項目の統計的解析を行い、関連性を定量的に評価する分析手法の構築を目的とする。また、映像事例の統計解析に加え、記録映像などの定性評価を融合させることで新たな映像研究手法の構築につなげる。さらにこの手法を現在の多様な映像分野へ適応を行うことで、新たな映像研究の手法を提案し、映像をデザインという視点から捉えて考察する、「映像デザイン学」の提言を目指している。2018年度は、これまでに行ってきたプロジェクションマッピングの制作に実績のある企業や団体13社の作品事例の情報を精査することを重点的に行った。調査対象期間は、黎明期と考える2011年からの6年間とした。書籍やプレスリリースなどの文献資料やウェブサイト、映像制作会社の作品実績等から、情報の収集を行っている。しかし、これらの情報は共通のルールやフレームワークがないため、情報の形態や記載方法も様々で、不明確な点が多い。そのため研究代表者らは直接制作会社に協力を依頼し、聞き取り調査などを行ないデータの取集を行った。現状で収集可能な実施日や制作者名、制作目的などの情報の調査を進め、国内における制作事例のデータベースを作成している。また、プロジェクションマッピングは制作に機器やコンピュータ、ソフトウェアを欠かすことができないコンテンツである。実社会での技術や活用方法の変化は極めて早いことから、並行してプロジェクタを活用した映像コンテンツの動向や関連技術の活用状況の調査も行った。また、これらをまとめ、学会や研究会等で講演を行うことで研究成果を広く社会に示した。2018年度は研究代表者が所属を変わったことにより、研究環境が大きく変わり、まずは異動先の研究環境を整える必要があったため、当初の計画よりやや遅れている。文献やホームページなどの資料から動向調査や現状分析をするとともに、プロジェクションマッピングの制作会社に情報提供を呼びかけ、作品ごとの実施年月日、場所、内容などの詳細な調査を行ってきた。本年度は、これらを統計分析が可能となるよう調査を重ね、情報精度を高めることに注力した。計画では、制作会社の5年間の作品を調査対象としていたが、期間を広げ2011年から2016年までの6年間を調査対象とした。時系列にデータベースを作成し、件数の推移を示したことで、国内でプロジェクションマッピングの制作事例数は、2012年から2013年に掛けて急速に増加したが、それ以降下降気味であることがわかった。このことから、国内のプロジェクションマッピングは、2013年がブームのピークの年であったと考えられる。さらに、年々屋内型の作品事例の割合が増え、多様な活用方法が増えていることが明らかになった。本年度はこれまでの研究成果や情報をまとめ、日本オペレーションズ・リサーチ学会や電子情報通信学会サイバーワールド研究会などで招待講演を行い、最新のプロジェクションマッピングの動向や制作状況、今後の可能性について、同分野への興味と理解を広げる活動を行った。またInternational Display Workshops(IDW)でも研究成果の発表を行い、国内外に広く研究成果を示した。同国際学会では、特別展示としてプロジェクションマッピングを活用した作品展示と新たなプロジェクションマッピングの技術展示も行い、多くのエンジニアや研究者と議論を重ね交流し、より広く映像デザイン学の理解に繋がる活動に努めた。次年度もこうした活動はさらに進める予定である。これまでの研究では、研究代表者らが独自に文献やウェブサイトなどから調査対象の制作会社や団体の作品制作事例調査を行い、さらに各社に調査への協力と情報提供を依頼している。しかし、情報収集が困難な事例も多かった。この要因として、情報提供側の企業にとってはビジネスに直接関わる側面があり、データ提供に必ずしも積極的になれない事情があることがわかった。特に、プロジェクションマッピングは、映像コンテンツの中でもイベント型上映での実施が多く、時限的に集まるスタッフ構成であることも多い。また、クライアントワークの事例が大半のため、詳細な情報提供には主催者への許諾が必要な場合も考えられる。情報の表記もこれまで統一の基軸がないことから、表記方法も内容も様々である。さらに、目まぐるしく日々人も技術も流行も変化する映像業界と学術の間には、アーカイブへの意識に大きな隔たりがあり、情報の収集が難しい分野だと言える。これまで新たな映像分野やコンテンツの事例研究やデータベース等の作成が十分に行われて来なかった理由のひとつに、こうした問題が考えられる。一方で、今後の映像分野の発展のためには、情報の蓄積も重要であると考える。アーカイブに対する意義や研究に対する理解をどのように調査対象者に浸透させていくかが重要な課題である。次年度は、これまで収集したプロジェクションマッピングの事例調査、映像制作者への聴き取りから得た調査データをもとに、主成分分析や重回帰分析、クラスター分析などの統計的手法を施し、プロジェクションマッピングの特徴や傾向を明らかにする。そこからさらにその定量的なデータに加えて、プロジェクタを活用した映像コンテンツや技術の動向や特徴的な事例を加味し、トレンドや時期やニーズを明らかにする。また映像制作者に制作環境や問題点についてのヒアリングや研究会などを行い、情報の蓄積を行う予定である。プロジェクションマッピングとは、建物や立体物をスクリーンとしてその凹凸形状に合わせて映像を変形し、プロジェクタで投影する技法である。

本研究では、これまでに十分な学術研究が行われていないプロジェクションマッピングの詳細な事例調査を行い、情報を収集して作品のデータベースを作成する。そのデータをもとに項目の統計的解析を行い、関連性を定量的に評価する分析手法を構築する。また、制作者インタビューによる調査を行い、統計的解析と記録映像との融合による新たな映像研究手法を構築して、プロジェクションマッピングをデザインの視点から映像分野のなかに位置づけることで、新たな映像研究領域として「映像デザイン学」の提案を目指している。研究初年度は、プロジェクタを活用した映像コンテンツの動向や関連技術、実施状況の調査を行った。また、現状分析を踏まえながらプロジェクションマッピングの制作において実績のある企業や団体13社の作品事例から、データベースの作成を重点的に行った。調査対象期間は、プロジェクションマッピングの黎明期と考える2011年からの6年間を対象とし、書籍やプレスリリースなどの文献資料やウェブサイト、映像制作会社の作品実績等から、国内で制作された事例内容についてデータの収集を行った。これまでの研究から、プロジェクションマッピングは限られた場所や期間しか実施されない上映イベント型が多く、書籍や論文などの文字によって記録された情報が極めて少なく、制作者や発注者名、手法などを明記した事例は限られているコンテンツであることが明らかになっている。そのため不足している情報については、研究代表者らが直接制作会社へと協力を依頼して聞き取り等を行ない、データを集めた。現状で収集可能な実施日や制作者名、制作目的などの調査を進め、国内におけるプロジェクションマッピング制作事例のデータベースの作成を行った。当初の研究計画に沿って、おおむね順調に進んでいる。平成29年度はまず、プロジェクションマッピングの制作会社の動向や現状分析を文献やホームページなどの資料をもとに、作品制作事例を1件ごとに実施年月日、場所、内容などの詳細な調査を行った。当初の計画では、2011年から5年間を調査対象としていたがさらに調査を進め、2016年までの6年間を調査対象とし、時系列に並べた一覧表を作成した。調査期間を広げたことによって、データベースとしての作品事例件数を増やしたうえ、制作件数の推移や実施の動向を視覚化して示した。この調査から、国内でプロジェクションマッピングの制作事例数は、2012年から2013年に掛けて急速に増加していることが明らになった。6年間の制作件数の推移から、2013年がプロジェクションマッピングのブームのピークであると推定する。次年度以降さらに情報の精度を高め、検証を重ねていく予定である。また、新たに事例ごとに実施した環境が屋内と屋外に分類し、その比率を調べた。年度ごとに比較を行った結果、ピークの2013年は屋外での実施事例の割合が多い傾向が見られるが、2016年では屋内型の作品事例の割合が増えていることが明らかになった。
表情フィードバック仮説を応用した笑顔装着具による気分の落込みの改善効果の検証

笑顔装着具で「笑顔」を作らせた時の効果を実験的に検証した。効果の潜在指標として感情誤帰属手続き(Affect Misattribution Procedure, Payne et al., 2005)を用いた。市販の救急絆創膏2つを輪ゴムでつなぎ、輪ゴムを頭の上を通して絆創膏で両頬をつり上げる条件と、逆に顎の下を通して両頬を引き下げる装着具を作成した。大学生80名(男52名女28名)をランダムに頬引き上げ(=笑顔)条件と、引き下げ条件に割り当てた。実験の結果、笑顔条件では、AMPでの評価がより好ましい方向に変化することが確認された。表情フィードバック仮説に基づいて、笑顔を作ることの臨床的な応用効果について実証的な研究を行うことを目的とした2種類の実験を計画した。具体的には、申請者ら(Mori & Mori, 2009)が考案し、健康な大学生を用いてその効果が検証済みの「スマイルエイド」(バンドエイドと輪ゴムを使って頬を引き上げる装着具)を、気分の落込みを訴える学生に対して用い、その効果を検証する実験と、比較対象のための一般学生に対する実験である。「スマイルエイド」による笑顔の効果の測定は、感情誤帰属手続き(Affection Misattribution Procedure: Payne, et al., 2005)を用いることとした。大学の心理相談室に気分の落込みなどを主訴として来談した者の中に実験への参加協力を依頼した。気分の落込みを訴える学生に「スマイルエイド」を装着させ、装着時と非装着時での潜在感情反応を感情誤帰属手続きにより測定し、「スマイルエイド」の効果を測定する実験を個別に行った。また、申請者らが開発した潜在連想テストの一種であるFUMIEテストを用いたアセスメントも実施し、気分改善効果の時間的変化も測定した。統制条件として、一般学生についても同様の手続きによる潜在感情反応測定と心理アセスメントを行い、両者の比較検討を行うことした。臨床条件・統制条件とも80名ずつの被験者からのデータを取得する予定であったが、臨床条件の被験者はまだ充分な数が集まっていない。一方、統制条件の実験は順調に進み、データの収集を終了した。平成24年11月には、統制条件での実験結果について日本精神衛生学会第28回大会(東京農工大学)でも口頭発表を行った。また、同研究成果は国際専門誌Perceptual and Motor Skills誌に投稿し、審査の結果、掲載が決定している。表情フィードバック仮説に基づいて、笑顔を作ることの臨床的な応用効果について実証的な研究を行った。具体的には、申請者ら(Mori & Mori, 2009)が考案し、健康な大学生を用いてその効果が検証済みの「スマイルエイド」(バンドエイドと輪ゴムを使って頬を引き上げる装着具)を、気分の落込みを訴える学生に対して用い、その効果を検証する実験を実施した。「スマイルエイド」による笑顔の効果の測定は、感情誤帰属手続き(Affection Misattribution Procedure: Payne, et al., 2005)と申請者らが開発した紙版の潜在連想テスト(FUMIEテスト、Mori, Uchida, & Imada, 2008)を用いた。実験は、健常大学生を被験者としたものと大学の健康管理センターへ気分の落ち込みを主訴として来談した学生を被験者としたものの2種類を行った。健常大学生を被験者とした実験は完了し、仮説通り、スマイルエイドによって作られた笑顔であっても、感情誤帰属手続きで有意に好意的な反応が多くなることが確認された。この研究成果は論文にまとめ、公刊した(Mori & Mori, 2013)。また、来年度7月にパリで開催される国際応用心理学会議でも発表を予定している。一方、気分の落ち込みを訴える学生を被験者とした実験は、被験者が当初の計画通りには集まらず、分析に必要な数のデータ収集するに至らなかった。

健常大学生を被験者とした実験は完了し、仮説通り、スマイルエイドによって作られた笑顔であっても、感情誤帰属手続きで有意に好意的な反応が多くなることが確認された。この研究成果は論文にまとめ、投稿した(Mori, Mori, & Hayakawa, 2012)。気分の落ち込みを訴える学生を被験者とした実験は、被験者が当初の計画通りには集まらず、まだ分析に必要な数のデータ収集に至っていない。今後、実験を継続し、被験者数を増やし、実験仮説の検証を試みる。計画された2つの実験研究のうち、一方は被験者数が充分集まらず、やや停滞気味である。一方、統制条件の実験研究は計画以上に進行し、成果も得られて、国際誌への公刊に至っている。当初の計画どおりに、2種類の実験をスタートさせ、そのうちの一方(健常大学生を被験者とするもの)については、実験データ収集を終え、成果を論文にまとめて投稿する段階まで達することができた。この点に関しては、当初の計画以上に研究が進展したと言える。一方、気分の落ち込みを訴える学生を被験者とする実験はスタートしたものの、充分な数の被験者を集めることができなかった。実験は継続中であり、この点ではやや計画に遅れが生じていると考えられる。両方を勘案するとおおむね研究は順調に進行していると言える。被験者からの連絡を待つ現行のやり方から、積極的に被験者のところに出かけて行くなどの方策を取ることで。遅れている臨床条件の実験の実施に尽力する。研究にやや遅れが生じている気分の落ち込みを訴える学生を被験者とした実験の進捗を図るため、研究分担者を追加し、より協力な研究体制を作る予定である。生じた次年度使用額と合わせて、実験実施のための諸経費として使う。統制実験の実施に協力してくれた研究協力者と今後の研究成果公表についての打ち合わせのための国内旅費を使う。研究分担者の追加により、旅費の支出増が予想される。その他に関しては、当初の予定通りの研究費支出が予定されている。
低消費電力で高出力電流を得るカーボンナノチューブ冷陰極電子源の開発

本研究では,カーボンナノチューブ(CNT)の電界放出型電子源としての応用可能性を示すことを目的として,CNTの合成法の開発からCNT電子エミッタの電子源としての基礎特性を評価して,以下の結果を得た。1.カーボンナノチューブの成長条件純度の高い多層CNTおよび中心までグラファイト層が詰まったナノグラファイバーの成長条件を見い出した。また,単層CNTの多量合成に有効な触媒としてRh-Ptなどを見出した。2.ナノチューブ清浄表面からの電子放出と吸着分子の影響清浄表面のCNTからは電子の電界放出は,先端部の五員環から優先的に起こり,また,残留ガス分子は五員環位置に選択的に吸着し,そこから電子の共鳴的トンネル効果が起き,電子放出が増強する事を見い出した。3.カーボンナノチューブ電界放出エミッターに及ぼす雰囲気ガスの影響評価種々の雰囲気においてMWCNTからの放出電流の経時変化を測定した結果,酸素,メタンおよび一酸化炭素がCNTエミッタの寿命に最も悪影響を及ぼすことを明らかにした。4.ナノチューブ電子源のエネルギー分布,輝度および放射角電流密度1本の多層ナノチューブから放出される電子のエネルギー幅は330meV,放出電流密度は10^8A/cm^2,放射角電流密度は10^<-7>A/srを得た。輝度としては,加速電圧100kVにおいて10^<10>A/cm^2・sr以上が期待される。5.超高輝度ナノチューブ光源管の試作高電圧蛍光表示管をベースにその構造に改良を加えるとともに,陰極にナノグラファイバーを使用することにより,超高輝度(1x10^6cd/m^2)の光源管を試作することに成功した。この光源管の輝度は従来の高電圧蛍光表示管のそれの10倍を超える。本年度は、単層カーボンナノチューブの大量合成,水素ガス中アーク放電により作製したナノグラファイバーからの電子放出特性,金属基板表面に固定したナノチューブ膜からの電子放出特性の評価を行った。1.単層カーボンナノチューブの大量合成アーク放電法による単層ナノチューブの大量合成を目指し,白金族二元混合系の触媒能を系統的に調べた結果,Rh-Pt混合触媒が格段に高い牧率で単層ナノチューブを生成させることを見い出し,煤中のナノチューブの最大密度は50%以上であることを透過電子顕微鏡およびラマン散乱により確認した.2.水素ガス中アーク放電により作製したナノグラファイバーからの電子放出特性水素などの反応性ガスの中でアーク放電により多層ナノチューブを作製すると,グラファイト粒子など副生成物が少なく,さらに,中心空洞の狭いナノチューブが得られる。我々は,チューブの芯までグラファイトで詰まったこのような多層ナノチューブをナノグラファイバーと名付けた。このナノグラファイバーは,通常のヘリウムガス中で作製した多層ナノチューブよりも優れた電子放出特性を有することを電界放出顕微鏡法により見い出した。3.カーボンナノチューブ陰極面からの電子放出特性の評価ステンレス基板に塗布した多層ナノチューブ(MWNT)、ナノグラファイバー(NGF)および単層ナノチューブ(SWNT)からの電界放出を三極あるいは二極構造の測定装置により評価した。陰極グリッド間距離を1mmとして,グリッド電圧に対する放出電流を測定した。NGFでは,グリッド電圧500Vで20μA/cm^2,750Vで2.5mA/cm^2の電流密度が得られた。他方,MWNTでは、グリッド電圧500Vで2.5nA/cm^2,750Vで0.1mA/cm^2が得られた。SWNTも,MWNTとほぼ同じ電流-電圧特性が得られた.本年度は,種々の雰囲気ガス中で作製した多層カーボンナノチューブの構造,ナノチューブ清浄表面からの電子放出と吸着分子の影響,さらにナノチューブ電界放出エミッターに及ぼす雰囲気ガスの影響の評価を行い,次の成果を得た。1.多層カーボンナノチューブの成長に及ぼす雰囲気ガスの効果アーク放電法における多層ナノチューブ(MWNT)の成長に果たす雰囲気ガスの効果を調べた。その結果,酸素および空気中においても,ナノチューブが成長することを見い出すとともに,アモルファス炭素やナノ粒子などの副生成物が少ない純度の高い試料が得られる事を明らかにした。また,これらのチューブは中心空洞が狭いナノグラファイバーと呼ばれる多層ナノチューブの特徴を持っており,電子放出特性に優れていると予想される。2.ナノチューブ清浄表面からの電子放出と吸着分子の影響MWNTの清浄表面からの電子の電界放出は,ナノチューブ先端の五員環から優先的に起こる事を見い出し,,さらに隣接する五員環から放出された電子波の間の干渉による縞も観察された.この観察成果は,ナノチューブ先端に五員環が存在すること,およびナノチューブからの電界放出における五員環の重要性を実験的に初めて示した。また,残留ガス分子は五員環位置に選択的に吸着し,それにより電子の共鳴的トンネル効果が起き,電子放出が増強する事を見い出した。さらに,残留ガス分子の吸着脱着に呼応して,放出電流が階段状に変化することを明らかにした。3.カーボンナノチューブ電界放出エミッターに及ぼす雰囲気ガスの影響評価圧力10^<-7>から10^<-5>Torrの酸素,水,窒素およびアルゴン雰囲気においてMWCNTからの放出電流の経時変化を測定した結果,放出電流の減少速度は大きい順に,酸素,水,窒素,アルゴンであり,酸素がナノチューブエミッタの寿命に最も悪影響を及ぼすことを明らかにした。

本研究では,カーボンナノチューブ(CNT)の電界放出型電子源としての応用可能性を示すことを目的として,CNTの合成法の開発からCNT電子エミッタの電子源としての基礎特性を評価して,以下の結果を得た。1.カーボンナノチューブの成長条件純度の高い多層CNTおよび中心までグラファイト層が詰まったナノグラファイバーの成長条件を見い出した。また,単層CNTの多量合成に有効な触媒としてRh-Ptなどを見出した。2.ナノチューブ清浄表面からの電子放出と吸着分子の影響清浄表面のCNTからは電子の電界放出は,先端部の五員環から優先的に起こり,また,残留ガス分子は五員環位置に選択的に吸着し,そこから電子の共鳴的トンネル効果が起き,電子放出が増強する事を見い出した。3.カーボンナノチューブ電界放出エミッターに及ぼす雰囲気ガスの影響評価種々の雰囲気においてMWCNTからの放出電流の経時変化を測定した結果,酸素,メタンおよび一酸化炭素がCNTエミッタの寿命に最も悪影響を及ぼすことを明らかにした。4.ナノチューブ電子源のエネルギー分布,輝度および放射角電流密度1本の多層ナノチューブから放出される電子のエネルギー幅は330meV,放出電流密度は10^8A/cm^2,放射角電流密度は10^<-7>A/srを得た。輝度としては,加速電圧100kVにおいて10^<10>A/cm^2・sr以上が期待される。5.超高輝度ナノチューブ光源管の試作高電圧蛍光表示管をベースにその構造に改良を加えるとともに,陰極にナノグラファイバーを使用することにより,超高輝度(1x10^6cd/m^2)の光源管を試作することに成功した。この光源管の輝度は従来の高電圧蛍光表示管のそれの10倍を超える。本年度は,ナノチューブ電子エミッタの基礎特性である電子のエネルギー分布,輝度および放射角電流密度の測定のほか,電界イオン顕微鏡法によるナノチューブ先端構造の原子分解能観察,および超高輝度ナノチューブ光源管の試作を行い,以下の成果を得た。1.ナノチューブ電子源のエネルギー分布,輝度および放射角電流密度1本の多層ナノチューブから放出されて電子のエネルギー幅は330meVで,タングステンなどの金属エミッタ(半値幅約200meV)に比べ,約1.5倍広く,また,主ピークから低エネルギー側0.5eV付近に肩が観察された。1つの五員環(面積約4×10^<-16>cm^2)から数十nAの電流が得られたが,これは,放出電流密度に換算すると10^8A/cm^2になる。また,放射角電流密度として10^<-7>A/srが得られたので,輝度に換算すると加速電圧100kVにおいて10^<10>A/cm^2・sr以上に相当する。2.電界イオン顕微鏡法によるナノチューブ先端構造の原子分解能観察先端の閉じた多層ナノチューブをエミッタとし,水素,ヘリウムあるいはネオンを結像ガスとする電界イオン顕微鏡法により,ナノチューブ先端の炭素五員環を原子分解能で観察する事に成功した。また,強電界下における電界蒸発によるナノチューブ先端の破損も観察した。3.超高輝度ナノチューブ光源管の試作高電圧蛍光表示管をベースにその構造に改良を加えるとともに,陰極にナノグラファイバーという特殊なカーボンナノチューブを使用することにより,超高輝度(1×10^6cd/m^2)の光源管を試作することに成功した。
知的情報処理における推論機構の研究

(1)高須はIFIP86の大会におけるパネル討論においてパネリストとしてプログラム演繹合成法の現状と将来について意見を述べた.(2)補題の証明と補題の適用ての関係をカット消去法を用いて調べ結果としてレソリュション法における証明構成過程で必要な補題を探す発見手法を提案することが出来た.(3)林は構成的推論体系PXを提案し,その体系のなかでプログラム演繹合成法を展開すると共に型理論の基礎付けを論じた.またこの体系を基礎とするプログラム合成システムの開発についても報告している.(4)萩谷はKCLと呼ばれるCommon Lispシステムを開発したこのシステムは移植性が極めて高く,またコンパイラの性能も極めて良いので現在世界中で使用されるようになって来ている.(5)萩谷は,既存の具体的なプログラムを一般化し抽象的なプログラムスキーマを構成する方法に関して,プログラムを高階型理論の項として表現し,プログラマが指定したパラメータをwelltypedなスキーマへ拡張する問題として定式化し,最大の一般化を求める手続を与えている.(6)萩谷は拡張可能でネットワーク・ワイドなマルチウインドシステムを開発した.(7)萩谷はメタ・サーキュラなインタプリタを通じて型の体系が定義される関数型言語の理論を展開した.この論文は萩谷の学位論文である.(1)高須はIFIP86の大会におけるパネル討論においてパネリストとしてプログラム演繹合成法の現状と将来について意見を述べた.(2)補題の証明と補題の適用ての関係をカット消去法を用いて調べ結果としてレソリュション法における証明構成過程で必要な補題を探す発見手法を提案することが出来た.(3)林は構成的推論体系PXを提案し,その体系のなかでプログラム演繹合成法を展開すると共に型理論の基礎付けを論じた.またこの体系を基礎とするプログラム合成システムの開発についても報告している.(4)萩谷はKCLと呼ばれるCommon Lispシステムを開発したこのシステムは移植性が極めて高く,またコンパイラの性能も極めて良いので現在世界中で使用されるようになって来ている.(5)萩谷は,既存の具体的なプログラムを一般化し抽象的なプログラムスキーマを構成する方法に関して,プログラムを高階型理論の項として表現し,プログラマが指定したパラメータをwelltypedなスキーマへ拡張する問題として定式化し,最大の一般化を求める手続を与えている.(6)萩谷は拡張可能でネットワーク・ワイドなマルチウインドシステムを開発した.(7)萩谷はメタ・サーキュラなインタプリタを通じて型の体系が定義される関数型言語の理論を展開した.この論文は萩谷の学位論文である.〔1〕プログラムの検証と合成とを自動的に行なうためのシステムPXの開発を完成し、情報処理学会国際連合第2.2研究委員会主催の国際会議において発表を行った。(林晋)という知見について討論を行った。(高須達)〔3〕述語論理LK,LJからresolutionによる証明システムへの変換を考察し、Prologプログラムを仕様のLK,LJにおける証明から抽出する方法を得ることが出来た。(高須達)〔4〕多重型付関数型言語を設計し、それによるメタ・サーキュラーなインタプリンターを作製した。
車体型ブレイン・マシン・インターフェースへの持続的な接続の影響に関する基礎的研究

本研究では、ラットを搭載して動作するブレイン・マシン・インターフェース(BMI)「ラットカー」を基盤に、BMIに接続された脳が時間経過につれて示す変化を可視化し、解析を可能とする実験プラットフォームを確立した。ラットの神経信号と歩行動作の軌跡を同時計測し、両者の相関を適応的モデルにより記述することで、想定と矛盾なく相関関係の時間変化を記述できることが確認された。本研究は、我々が開発してきた車体型BMI「ラットカーシステム」を用い、生体が長期間BMIに接続された際に生じる脳および身体運動変化について、定量的な解明を目指したものである。今年度は主として、ラットを搭載したまま長時間稼働可能で、かつラット脳内の状態変化を定量化可能な実験系の開発を行ってきた。最初に、神経信号計測に用いられる電極を改良し、脳のより広域からの信号を一括して計測可能とした。また、神経発火の検出方法に改良を加え、ラットの体動アーチファクトに対する頑健性を向上した。これらは、後段の解析に耐えうる信号の安定した計測に必要な技術改良であった。次に、神経信号によるラット歩行速度推定について、カルマンフィルタ型の適応的アルゴリズムの導入により、(1)歩行推定、(2)モデルパラメータ更新、(3)モデルパラメータのモニタリングを同時に進行可能なシステムを構築した。モデルパラメータは、脳内の状態と実際の身体動作(歩行)とを対応付けるものであるため、これが適応的アルゴリズムによって更新されるとき、脳内の情報表現変化の一端を表現可能であると考えられる。実験においては、実験開始後30秒程度の間にモデルパラメータは収束し、その後数分間にわたって比較的狭い変動範囲に留まる傾向があった。その一方で複数のパラメータの突発的な変動や一部のパラメータのみが緩やかに変動する様子等も見られた。これらの要因としては、脳内の状態変化のほかに、脳そのもののダイナミクスを十分に表現できていない可能性、電極の位置ずれのような外的因子も考えられ、今後これらの要素を分離する必要がある。最後に、長期間の実験を安定して行うために開発予定だった懸架型の車体は未だ完成していない。ただし、動力を持たないモックアップの作成と、ラットを懸架・固定するための器具について開発が進んでおり、系全体の統合への見通しを立てることができた。本研究は、我々の開発する車体型BMI「ラットカーシステム」を用い、生体が長期間BMIに接続された際に生じる脳および身体動作の変化について、定量的な解明を目指したものである。本年度は、ラットを搭載したまま移動可能な懸架型車体を完成し、各種条件下における神経信号の特性変化を観察した。この車体は高床構造を有し、床下にラット1匹を懸架できる。ラットには小動物用ジャケットを着用させ、ベルトを介して車体に拘束した。このとき、ベルト長を調整することで、(1)駆動系を停止した車体をラットが引いて歩行する状況、(2)ラット神経信号に基づき駆動される車体がラットを運搬する状況を実現し、それぞれ神経信号と歩行動作とを相関付けるパラメータの逐次的な観測を可能とした。本システムを用いた結果、(1)では自由行動ラットの場合に比べて相関値のゲインが高まり、(2)ではラットの意図しない車体動作に対してパラメータの急激な変動が生じるなど、想定に矛盾しない特性が得られた。また、同パラメータの変動は接続開始から30秒程度で収束し、そのまま数分程度は維持できることや、電極の位置ずれや脳機能の可塑的変化等にそれぞれ対応すると思われる特徴的な変化を示すことが分かった。さらに、高床構造の車体に対しては駆動音の低減と動特性の改善を図り、長時間にわたってラットを安定して保持することが可能となった。
アジア都市における下排水系データベースと物質収支モデルの構築

本研究では,下水処理場の計画・設計に利用可能なデータ密度・精度を備えた下水性状の基盤データの整備を目的とし,3つの課題に取り組む。本年度は,課題1)「概ね6都市における地域特性に応じた下排水系の類型化」に関して,ハノイ,フエ,クルナ,マンダレー,バンコク郊外,およびプノンペン郊外を対象とし,情報収集をし,一部水利用過程も含めた下排水系ストリームを暫定的に作成した。特に,複雑な水利用・排出が見られたハノイ郊外,バンコク郊外およびプノンペン郊外について比較を行い,水利用・下排水排出の多様さを明らかにした。課題2)「下水流量・水質データを集積,下水性状の固有性,共通性および変動幅を検討」に関して,腐敗槽流入水の性状調査方法,腐敗槽での処理効率の推定方法の検討を行うとともに,フエ,ハノイ,ダナンにて生活排水の実態調査を行った。フエでのデータを活用し,リサンプリング解析手法により,水量・水質の時間変動特性を明らかにした。合わせて二次データの収集も進め,都市・家庭ごとのトイレ汚水・雑排水の発生時性状の差異の特性を明らかにした。課題3)「水・炭素・窒素・リンの物質収支モデルを構築し下水性状の形成要因を解明,下水性状基盤データベースを構築」に関して,トレーサー試験および連続流量観測を活用した水収支構築方法を考案した。フエにて下排水系の水・炭素・窒素・リンの物質収支を構築し,特に乾季における浸出水,雨季における浸入水が下水量・性状に与える影響が大きいことを明らかにした。さらに,マンダレーでも都市排水・下水を合わせた物質収支を構築した。これらに合わせて,都市廃棄物が都市下水路にあたえる影響を将来的に検討する材料として,ホーチミン市(ベトナム)において区ごとの都市廃棄物発生原単位を被説明変数とした場合の説明変数となるデータの収集を実施した。当初の目標は,課題1に関しては,「昨年度までに実施した5都市での下排水系の整理に加え,さらに1都市での下排水系の整理を進める」,課題2)に関しては,「昨年度までに集積した1都市でのデータを活用した時間変動も考慮した物質収支解析および水量・水質の変動特性解析を継続するとともに,新たに1都市にて腐敗槽に着目した水量・水質データの集積を進める」,課題3)に関しては,「これまでデータを集積した2都市にて,下排水系の物質収支モデルの構築を進める。」であった。本年度の成果として,課題1に関しては,すでに目標としていた概ね6都市における下排水系の整理を終えて,順調に進展したと言える。課題2に関しては,フエでの時間変動も考慮した水量・水質の変動特性を明らかにするとともに,ハノイにおいて腐敗槽に着目した水量・水質データの集積を行い,順調に進展した。さらに,ダナンでの下水性状データ,その他の都市の単位排水性状の2次データも収集し,予定以上の成果も得た。課題3に関しては,マンダレーにて炭素・窒素・リンの,フエにて水・炭素・窒素・リンの物質収支モデルを構築した。マンダレーについては査読論文として出版済み,フエについても現在投稿中であり,順調に進展した。マンダレーの物質収支については,当初の目標であった生活排水を主体とした下排水系にとどまらず,廃棄物も含めて農業系,工業系も含めた物質収支を構築し,当初目標以上の成果を得られた。本研究では,下水処理場の計画・設計に利用可能なデータ密度・精度を備えた下水性状の基盤データの整備を目的とする。具体的には以下の3つの課題を目標とする。1)社会状況が異なる概ね6都市において,地域特性に応じた下排水系の類型化を行う。2)各類型ごとに典型的な地区にて,下水流量・水質データを集積する。下水性状の特性比較を下排水類型ごとに行うことで,下排水系特性による下水性状の固有性と共通性,変動幅を明らかにする。3)3地区程度にて,水,炭素,窒素およびリンの物質収支モデルを構築することで,下水性状の形成要因を明らかにする。得られたデータはWeb等で公開することで,アジア都市の下水性状基盤データベースを構築する。以て,適切な処理場の計画・設計,アジア都市の性状特性に適合した処理技術の開発に貢献する。今後は,課題1)に関しては,これまでに収集した都市の下排水系の情報を整理し,類型としてまとめる。課題2)に関しては,これまでに集積したデータを活用し,さらに新たな下水流量・水質データを蓄積することで,時間変動・季節変動の特性解析のみならず,収集データの精度とサンプリング頻度設計との関係を考察し,データのばらつきを考慮した下水性状の比較・整理を行う。さらに,求める精度に応じたサンプリング頻度設計についての提言を行う。課題3)に関しては,3都市にて,下排水系の物質収支モデルを構築する。内1都市を対象に,物質収支モデルに基づいた下水の量・質の将来予測を行い,その方法論を提案する。これらで得られた下水性状データを活用し,アジア都市の下水性状基盤データベースを構築する。2)類型ごとに季節毎に1ヶ月程度の下水流量・水質データを集積し,下水性状の固有性,共通性および変動幅を明らかにする。