hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
富士山の落石と雪代災害の危険度評価と社会周知の研究

その結果北方への降灰を確認た.直接の確認事例としてこの成果は産業技術総合研究所から噴火予知連絡会等へ報告された.【落石研究】:◆右足小指の負傷により2016年度夏季にも予定していた落石調査が実施できなかった.2016年夏までに進めて置く予定であった落石研究が特に遅れている.これは,右足小指の怪我により2016年には現地に赴くことが殆どできなかったためである.また,それらの成果が未完であるため,富士山の落石と雪崩に関する地元市民をはじめとした一般への紹介,啓発・普及が行われていない.雪代研究については,ほぼ求めるべき結果は取得した.【スラッシュ雪崩】1本研究で対象とした南東斜面においては2005年09年と比較して規模の小さいものを含めて雪崩発生の頻度が低下している.22014年の冬春のような異常な積雪があった場合でもスラッシュ雪崩が頻発することはなかった.これは積雪層内に雪崩発生につながるすべり面が形成されなかったこと,厚い積雪を不安定にさせるだけの降雨が3-5月になかったこと,が考えられる.3助成期間中に東側斜面において発生したスラッシュ雪崩で最も被害の大きかった事象は2018年3月5日に須走側斜面の標高800m付近まで土石流となって流下したものである.本研究によって発生源は須走口登山道標高2100m付近で発生したスラッシュ雪崩であることが確認された.ー>>今後の課題:これら成果の論文としての公表が途中である.急ぎ進める.また,雪崩に関しては複数の機関で調査・研究が行われているがその情報の共有を行う機会を設けたい.【落石】現在使われている登山道のうち,最も落石の危険性のある個所は富士宮口登山道の標高3620m3680mの区間であるが,助成期間中には顕著な地形変化は見られなかった.ー>>今後の課題:上記区間は登山道に極めて不適であり,早急に西側のブルドーザー道を代替の登山/下山道とすべきである.なお,本研究の期間中に他の業務にて右足親指を怪我したことで,登山を伴う山頂周辺の調査が十分にできず,当初目標としていた岩盤の詳細な状況把握,観測ができず,予算の一部も未執行となった.さらに,申請時に挙げた雪崩・落石発生の実績図と目録,および一般向けの地図の作成・配布を含めた現地への成果の還元についても助成期間中に実施が完了できなかった.助成期間終了後となるが完了を急ぐ.また,落石危険性のある岩盤斜面の計器による観測が望まれるがこれには開山前に登山道自体を封鎖し作業を行う必要がある.本研究によって以下のことが明らかになった.雪代に関連する事象は湿雪表層雪崩,スラッシュ雪崩・スラッシュフロー,スラッシュラハール,および雪崩関与のない土石流がある.2014以前より雪代の発生は発生は少なく,ソ14年豪雪でも顕著な事象はなかった.積雪構造が発生条件の鍵を握ると考えられる.地中レーダーによって雪代堆積物/降下砕屑物/溶岩の見分けは可能である.2018年3月にハザードマップにない規模の雪代が発生.御殿場岩屑なだれの側方崖に位置する可能性あり.落石は塊状な岩盤の剥離,露頭内の岩礫の抜け落ち,過去の転石の再移動,人為落石の4タイプ.富士宮ルート9.5号目のルート変更が喫緊の課題である.調査に赴く時間が足りないことで、現地データの蓄積が不十分となっている。また、研究成果の公表が一般雑誌への執筆と学会口頭発表だけとなっており、成果の公表と地元への還元を更に進めていく必要がある。調査の行程調整,および空撮機材の再入手を行い,現地でのデータ入手を進める.また,本研究の一目的である啓発・普及についても急ぎ実施に向けて調整を進めるようにする.夏季の落石危険箇所(富士宮口8.5合目山頂)の調査を重点的に行う.
中国食道癌多発地域および本邦における食道癌化機構の比較検討-マイクロサテライト不安定性解析による検討-

本研究は、食道癌発生のハイリスク地域である中国北部地方と本邦の食道癌発生様式を比較検討し、食道発癌の分子機構を解明することを目的とした。対象は中国Linxian地方と本邦の術前無治療食道癌切除例おのおの150例である。平均年齢は日本64.8歳、中国58.1歳で中国が低く、男女比は日本129:22、中国110:41で中国に女性が多かった。食道癌の家族歴は日本3.3%、中国13.9%と中国に多く、日本では飲酒指数(合/日X年)100以上の大酒家が31.8%、喫煙指数(本/日X年)1000以上の多喫煙家が30.0%に対し、中国ではそれぞれ7.9%、5.3%と日本が多かった。中国の食道癌は日本より若く発症し、女性に多く、食道癌の家族歴が多く、飲酒、喫煙の関与は少ないことにより、何らかの遺伝的因子、感染、環境などが関与している可能性が示唆される。次にp53異常率を免疫染色で比較すると、日本55.3%(83/151)、中国43.3%(65/151)と、日本が多かった(p<0.05)。中国ではp53異常と飲酒歴、喫煙歴との間に関係を認めず、日本では大酒家、多喫煙家症例にp53異常症例が多く、大酒家かつ多喫煙家では94.1%(16/17)と高率にp53異常を認めた(p<0.01)。日本の食道癌発癌に少なくとも飲酒、喫煙が関与し、その経路にはp53異常が関わっていることが示唆された。high risk症例を除いたHPV感染頻度は日本4.3%、(1/23)、中国22.2%(28/126)と中国が高く、中国の食道癌にHPV感染の関与が示唆された。Microsatellite Instability陽性例は日本8.0%(4/50)、中国4%(2/50)であり、臨床病理学的因子とは明らかな関係を認めなかった。日本、中国とも食道癌発癌におけるミスマッチ修復異常の関与の可能性は低いと考えられた。今後はそれぞれの癌発生における分子機序に関して研究を進めていく予定である。【研究実績】日本、中国の食道癌症例について以下の検討を行った。1)背景因子を比較したところ、平均年齢は日本64.8歳に比し中国58.1歳で中国が低く、男女比では日本129:22に対して中国110:41で中国に女性が多かった。また、食道癌の家族歴に関しては日本3.3%に比し中国では13.9%に認め、中国が多かった。2)飲酒歴、喫煙歴を比較したところ、日本では飲酒指数(g/日X年)100以上の大酒家が31.8%、喫煙指数(本/日X年)1000以上の多喫煙家が30.0%であるのに対して、中国ではそれぞれ7.9%、5.3%ありいずれも日本が高かった。3)現在までの解析で明らかなMicrosatellite Instability陽性例は日本9.1%(4/44)、中国6.5%(2/31)あり差はなかった。4)HPV感染頻度は日本20%(10/50)、中国19.6%(29/148)であり差はなかった。5)p53異常率は日本55.3%(83/151)に比し中国43.3%(45/151)であり、日本が高かった。また、中国ではp53異常と飲酒歴、喫煙歴との間に関係を認めなかったが、日本では大酒家でかつ多喫煙家では94.1%(16/17)と効率にp53異常を認めた。【今後の展望】日本、中国などの地域性に関らず食道癌発癌におけるミスマッチ修復異常の関与の可能性は低いと考えられた。しかし、両国症例の背景因子や生活歴に関しては明らかな差異を認め、両国の食道癌発癌機構が異なることが示唆された。日本については食道癌発癌に少なくとも飲酒、喫煙などの生活歴が関与する経路が存在し、その経路にはp53異常が関わることが示唆された。今後そのメカニズムについて検討する予定である。

次にp53異常率を免疫染色で比較すると、日本55.3%(83/151)、中国43.3%(65/151)と、日本が多かった(p<0.05)。中国ではp53異常と飲酒歴、喫煙歴との間に関係を認めず、日本では大酒家、多喫煙家症例にp53異常症例が多く、大酒家かつ多喫煙家では94.1%(16/17)と高率にp53異常を認めた(p<0.01)。日本の食道癌発癌に少なくとも飲酒、喫煙が関与し、その経路にはp53異常が関わっていることが示唆された。high risk症例を除いたHPV感染頻度は日本4.3%、(1/23)、中国22.2%(28/126)と中国が高く、中国の食道癌にHPV感染の関与が示唆された。Microsatellite Instability陽性例は日本8.0%(4/50)、中国4%(2/50)であり、臨床病理学的因子とは明らかな関係を認めなかった。日本、中国とも食道癌発癌におけるミスマッチ修復異常の関与の可能性は低いと考えられた。今後はそれぞれの癌発生における分子機序に関して研究を進めていく予定である。
先天性心疾患の外科治療における，自己結合組織を用いた肺動脈拡大形成術の試み

本研究は,生体内組織形成技術によって得られた自己結合組織片「バイオチューブ」については,血管壁素材として自家移植を行った場合の安全性や成長可能性,耐圧性能など,動物実験においてすでに立証されているこれらのパラメータについて,同様の安全性や成長可能性がヒトにおいても成立することを確認することである.具体的には,段階的手術を要する先天性心疾患患児を対象として,初回手術時に皮下に埋設したシリコン基材を次回手術時に摘出,その周辺に形成された結合組織片を採取して,肺動脈形成用の血管壁素材として応用することを念頭に,以下のprotocolに従う.1対象患者の選定,結合組織片(バイオチューブグラフト)の作製,肺動脈形成術への応用.2採取されたバイオチューブグラフトを,病理組織学的に検討する.3移植されたバイオチューブグラフトの経時変化を,画像検査を用いて追跡観察する.4移植されたバイオチューブグラフトを遠隔期に摘出し,病理組織学的検討を行う.当該年度(2014年度)においては,まずこの第一段階である対象患者の選定と手術計画を重点的に検討し,一名の患者にバイオチューブの埋設を施行した.また,これに続く症例として,複数名の患者をリストアップした.現在は手術時期を待機中である.バイオチューブ埋設症例については,412ヵ月後を目安に,各症例の循環動態を優先して次回手術時期を決定し、その際にシリコン基材と結合組織片を採取,上記2に挙げた病理学的検討を行うとともに,狭窄肺動脈部分に対する拡大形成術の素材として使用し,以後は超音波検査やCT検査などを用いて長期にわたり移植片の成長や組織学的な変化などについて確認する方針である.本研究は,生体内組織形成技術によって得られた自己結合組織片「バイオチューブ」については,血管壁素材として自家移植を行った場合の安全性や成長可能性,耐圧性能など,動物実験においてすでに立証されているこれらのパラメータについて,同様の安全性や成長可能性がヒトにおいても成立することを確認することである.具体的には,段階的手術を要する先天性心疾患患児を対象として,初回手術時に皮下に埋設したシリコン基材を次回手術時に摘出,その周辺に形成された結合組織片を採取して,肺動脈形成用の血管壁素材として応用することを念頭に,以下のprotocolに従う.1対象患者の選定,結合組織片(バイオチューブグラフト)の作製,肺動脈形成術への応用.2採取されたバイオチューブグラフトを,病理組織学的に検討する.3移植されたバイオチューブグラフトの経時変化を,画像検査を用いて追跡観察する.4移植されたバイオチューブグラフトを遠隔期に摘出し,病理組織学的検討を行う.当該年度(2014年度)においては,まずこの第一段階である対象患者の選定と手術計画を重点的に検討し,一名の患者にバイオチューブの埋設を施行した.また,これに続く症例として,複数名の患者をリストアップした.現在は手術時期を待機中である.バイオチューブ埋設症例については,412ヵ月後を目安に,各症例の循環動態を優先して次回手術時期を決定し、その際にシリコン基材と結合組織片を採取,上記2に挙げた病理学的検討を行うとともに,狭窄肺動脈部分に対する拡大形成術の素材として使用し,以後は超音波検査やCT検査などを用いて長期にわたり移植片の成長や組織学的な変化などについて確認する方針である.
幹細胞を標的とした新しい大腸がん画像診断法開発

大腸などのがんに特異的に発現し、再生など大腸幹細胞活性時に上昇する、エピレギュリンに対する抗体(9E5)を作成した。エピレギュリン高発現大腸がん細胞株を用いると、エピレギュリン抗体が、効率的に、エンドサイトーシスにより取り込まれることが確認された。これを利用してマウスのインビボイメージングを行った。エピレギュリン高発現細胞の担がんマウスを作成し、9E5抗体を、近赤外波長のインドシアニングリーンで標識し、尾静脈から投与することにより、腫瘍特異的に集積することが確認され、特異的なイメージングに使用できることが明らかになった。これを診断、さらに治療に応用するように検討中である。1EGF各メンバーのタンパク質発現と特異的抗体作成:EGFファミリーの一つエピレギュリンに対する特異的な単クローン抗体を作成した。2培養細胞株を用いた解析:i)大腸がん細胞株を用いた解析:エピレギュリン高発現大腸がん細胞株を用いて、抗体の結合親和性などを、ウエスタン法、蛍光免疫染色、セルソーター、表面プラズモン共鳴測定等で解析した。細胞膜以外にもゴルジ領域などに染色が観察される。エピレギュリン前駆体と、最終切断エピレギュリンの差にも注目した。ii)腸上皮幹細胞の培養系は準備中である。3マウス個体を用いた解析:i)坦がんマウスを用いたエピレギュリンによるインビボイメージング:エピレギュリン高発現大腸がん細胞株をヌードマウスに移植し、作成した抗体を蛍光標識して体外イメージングにより、特異的にがんを検出した。:ii)腸炎による再生モデル解析:マウスにSDSを用いた腸炎モデルを作成して腸上皮を障害し、再生時のエピレギュリン分子の発現を、腸組織切片の蛍光検出により顕微鏡解析した。どのEGFファミリーの上昇が見られるかを検討し、EGFファミリーメンバーが幹細胞上のEGF受容体に作用することが、腸管修復に関与するとの仮説を検証する。1EGF各メンバーのタンパク質発現と特異的抗体作成:分子内に3つのSS結合を有する複雑な構造を持つため、タンパク質発現も工夫が必要であったが、EGFファミリーに対する特異的な単クローン抗体を作成した。その中で特に抗体価の高いエピレギュリンに対する抗体を主に解析した。大阪大学と共同研究によりエピレギュリンー抗エピレギュリン抗体複合体の結晶構造を明らかにした(Kado)2培養細胞株を用いた解析:大腸がん細胞株を用いて、抗体の結合親和性などの検定を行った。解析は、蛍光免疫染色、セルソーター(FACS)、表面プラズモン共鳴測定(SPR)等により、エピレギュリン高発現がん細胞膜に高濃度に集積されるだけでなく、エンドサイトーシスにより取り込まれ、細胞内に集積することが判明した。エピレギュリン抗体による、エピレギュリン高発現大腸細胞株の増殖抑制は大きくなかった。3マウス個体を用いた解析:坦がんマウスを用いたエピレギュリンによるin vivoイメージングを行った。エピレギュリン分子の高発現大腸がん細胞株をヌードマウスに移植し、作成した抗体を蛍光標識して体外イメージングにより、がんの検出、抗体集積の時間経過などを解析した。我々の系は、腫瘍を高感度に検出でき、内在性大腸がん検出への応用可能性も高かった。また、再生モデル解析も行い、マウスにSDSを用いた腸炎モデルを作成して腸上皮を障害し、再生時のエピレギュリン分子の発現を、腸組織切片の蛍光検出により顕微鏡解析し、幹細胞とは異なる細胞にエピレギュリン発現が誘導されることが観察された。これはEGFファミリーを介して幹細胞の増殖を促進するモデルに合致する結果である。1EGF各メンバーのタンパク質発現と特異的抗体作成:その中で特に抗体価の高いエピレギュリンに対する抗体を主に解析した。大阪大学と共同研究によりエピレギュリンー抗エピレギュリン抗体複合体の結晶構造を明らかにした(Kado)2培養細胞株を用いた解析:大腸がん細胞株を用いて、蛍光免疫染色、セルソーター(FACS)、表面プラズモン共鳴測定(SPR)等により、高発現がん細胞膜に高濃度に集積されるだけでなく、エンドサイトーシスにより取り込まれ、細胞内に集積することが判明した。3坦がんマウスを用いたエピレギュリン抗体によるin vivoイメージングでは、エピレギュリン高発現大腸がん細胞株をヌードマウスに移植し、作成した抗体を蛍光標識して体外イメージングにより、がんの検出、抗体集積の時間経過などを解析した。また、再生モデル解析では、マウスにSDSを用いた腸炎モデルを作成して腸上皮を障害し、再生時のエピレギュリン分子の発現を、腸組織切片の蛍光検出により顕微鏡解析し、幹細胞とは異なる細胞にエピレギュリン発現が誘導されることが観察された。1)がんに特異的に発現することで知られるエピレギュリンは、腸幹細胞などにも存在するEGF受容体(EGFR)に作用して、細胞増殖シグナルを伝える。この解析のために、エピレギュリン(EPR)に対する抗体(9E5)を作成した。エピレギュリンの高発現大腸がん細胞株(DLD1)に、この抗体を作用させると、EGFRのリン酸化、下流のErk、Aktリン酸化などのシグナル経路が抑制され、9E5がブロッキング抗体として作用することが判明した。

M. Iijima et al BBRC (2017)in press2)さらに、エピレギュリンの高発現大腸がん細胞株を用いて解析をすすめると、エピレギュリンの抗体(9E5)が、効率的に、エンドサイトーシスにより,細胞内に取り込まれることが発見された。その経路は初期エンドソーム、後期エンドソーム、ライソゾームと続く膜タンパクが運ばれる経路に一致していた。3)この性質を利用してマウスにおける腫瘍イメージングを行った。高発現細胞DLD1などの担がんマウスを作成し、9E5抗体を、近赤外波長のインドシアニングリーンで標識し、尾静脈から投与し、時間経過を追った。同一マウス内でも、エピレギュリンを発現していない腫瘍には集積せず、エピレギュリン腫瘍特異的に集積することが確認され、特異的イメージングに使用できることが明らかになった。これを治療にも応用できるように検討中である。(投稿準備中)大腸などのがんに特異的に発現し、再生など大腸幹細胞活性時に上昇する、エピレギュリンに対する抗体(9E5)を作成した。エピレギュリン高発現大腸がん細胞株を用いると、エピレギュリン抗体が、効率的に、エンドサイトーシスにより取り込まれることが確認された。これを利用してマウスのインビボイメージングを行った。エピレギュリン高発現細胞の担がんマウスを作成し、9E5抗体を、近赤外波長のインドシアニングリーンで標識し、尾静脈から投与することにより、腫瘍特異的に集積することが確認され、特異的なイメージングに使用できることが明らかになった。これを診断、さらに治療に応用するように検討中である。特異的な抗体を作成し、体外イメージングを行っている。1EGF各メンバーのタンパク質発現と特異的抗体作成他のEGFファミリーに対する特異的な単クローン抗体を作成する。2培養細胞株を用いた解析:大腸がん細胞株を用いた解析では、細胞膜に存在する前駆体EGFファミリーと、細胞外に存在する最終切断産物への結合の差を見分ける方法などを検討する。腸上皮幹細胞へのEGFファミリーの作用解析を通して、がん化機構を明らかにする。また、無血清培地によるcrypt培養が開発された。類似の培養法を用い、まだ確立されていない腸上皮幹細胞の培養系を用いて、EGFを他のEGFファミリーで置換可能かなどを調べる。3マウス個体を用いた解析坦がんマウスを用いたEGFファミリーによるin vivoイメージング:切断された血中最終産物との結合の差と、そのバックグラウンド信号への影響などの検討が必要である。これらの点を解決し、この方法を確立することが本計画の大きな目標である。腸炎による再生モデル解析:腸炎モデルを作成して腸上皮を障害し、再生時のEGFファミリー分子の発現を、腸組織切片の蛍光検出により顕微鏡解析する。エピレギュリン発現の上昇する細胞を同定する。細胞生物学再生モデルにおける、EGFファミリー分子の発現の同定、幹細胞の同定本研究に用いる抗体については、共同研究により結晶構造解析を行っていた。
ビ-ム入射による小角度散乱を用いたFRCプラズマのエネルギ-スペクトルの測定

反転磁場配位(FRC)プラスマを対象として、入射高速中性ビ-ムの小角度弾性散乱実験が行われた。入射粒子ビ-ムは、現有のBucket型イオン源により引き出されたビ-ムを用いた。ビ-ム種はヘリウム、ビ-ムエネルギ-は同イオン源の最大引き出し電圧で決まる10keVであった。粒子計測系には、設計・製作された粒子検出部にマイクロチャンネルプレ-ト(MCP)を有する磁場偏向型の多チャンネルエネルギ-アナライザ-が用いられた。アナライザ-の分解能はストリッピングセル前後に設置した2個のアパ-チャ-の径により可変であり、散乱実験での測定可能な受信信号強度により実験時の設定分解能が決められた。散乱実験はFIX装置保持部中央に於いて行われた。保持部でのプラズマパラメ-タ(重水素)は、密度n5×10^<13>cm^<-3>、温度(T_e+T_1)100eVである。イオン源より測定部に流入したガスによる弾性散乱を極力抑えるビ-ム系の改良を行った後、プラズマイオンによる入射ヘリウムビ-ムの散乱スペクトルを得た。散乱信号の時間的変化はFRCプラズマの密度変化と良い一致を示た。又、散乱角が1゚増すごとに散乱強度が一桁減少することが実験的に確認された。但し、入射ビ-ム強度が小さかったため、得られた散乱ビ-ムのエネルギ-スペクトルはアナライザ-の装置関数で決まっていた。ここで得られた実験結果より、入射ビ-ムのエネルギ-を500keVとすることによりFRCプラズマイオンとの弾性散乱によるビ-ムのエネルギ-スペクトル測定が可能であることが示された。FRCプラズマ実験装置FIXにおける移送プラズマのイオン温度を中性粒子ビ-ムの小角度散乱法により測定するための中性粒子エネルギ-分析器の製作を行なった。FIX装置によるFRCプラズマのイオン温度(重水素プラズマ)は50eV程度と予想される。このとき入射ビ-ムとして10keVのヘリウムビ-ムを用いると,散乱角を10゚とした場合散乱ビ-ムのエネルギ-分布は,E_0__ー9.4keVにピ-クを持ち△E__ー580eVの半値全巾を持つガウス分布になると考えられる。従ってエネルギ-分解能が1%以下のエネルギ-分析器が必要となる。そこで測定子としてMCP(Micro Channel Plate)を用いた磁場偏向型の中性粒子エネルギ-分析器を製作した。この分析器に入射した中性粒子は水素もしくは窒素ガス中でイオン化した後,90゚偏向型のマグネットを用いてエネルギ-分析し,MCPによって検出する。本装置で使用するMCPは浜松ホトニクス社製F2814ー23MXで消耗品費を充当して購入した。その形状は、50mm×50mmの正方形で,アノ-ドが面内に一様に400個配置されているタンデム型MCPである。実験ではこれらアノ-ドからの信号をエネルギ-分解能や信号量を考慮した上で何本かを束ね,増巾器を通した後AーD変換器でデ-タを取り込む。FRCプラズマ測定においては,イオン温度のプロファイル測定や散乱角を変化させて測定することを考え,測定装置全体が上下可動でかつビ-ムの入射方向に対して上下10゚の傾きを持たせることが可能な設計になっている。なお測定装置の真空容器は,盛島製作所製のNPAーV1を備品として購入し磁場偏向マグネットについては校費を充当することとした。今後は今回製作した中性粒子アナライザ-の中性粒子ビ-ム装置を用いた較正及びFRCプラズマにおけるイオン温度測定を行なう。

入射高速中性ビ-ムの小角度弾性散乱実験が、FlX装置保持部中央において移送された反転磁場配位(FRC)プラズマ(密度n5×10^<13>cm^<ー3>、温度(TetTi)100eV)を対象に行われた。使用した入射ビ-ム種はヘリウム、ビ-ムエネルギ-は10keVである。対象とするFRCプラズマ(重水素)のイオン温度Tiは約50eVであり、期待される散乱ビ-ムのスペクトル拡がりの半値全巾は散乱角が5°の場合290eV程度である。高エネルギ-分解可能な粒子計測器として、粒子検出部にマイクロチャンネルプレ-ト(MCP)を有する磁場偏向型の多チャンネルエネルギ-アナライザ-を設計・製作した。エネルギ-アナライザ-の分解能はストリッピングセル前方に設置した2個のアパ-チャ-の径により可変であり、散乱実験での測定可能な受信信号強度により実験時の設定分解能が決められた。イオン源より測定部に流入したヘリウムガスによる弾性散乱を極力抑えるため、Bucket型イオン源の引き出し電極部及びプラズマ容器入射部にアパ-チャ-を設置し、且つア-ク放電用ガス導入よりビ-ム引き出しの時間間隔を可能なだけ短くする等の対策の後、プラズマイオンによる入射ヘリウムビ-ムの散乱スペクトルを得た。散乱信号の時間的変化がFRCプラズマの密度変化と良い一致を示し、散乱角1°から5°まで変え1°増すごとに散乱強度が一桁減少することが実験的に確認された。エネルギ-分解能を犠性にしたため、得られた散乱ビ-ムのエネルギ-スペクトルはアナライザ-の装置関数で決まり、本実験ではプラズマのイオン温度計測までには至らなかった。
環境との力学的相互作用に即応するヘビ型ロボットの適応的蛇行運動の実現

生物のヘビが示す環境条件への即応的適応のメカニズムを調査し,これを工学応用するため,実験動物を用いた調査とロボットにおける即応反応の再現を通じた調査を行った.実験動物を用いた調査では,摩擦係数の異方性の計測および電子顕微鏡による微細構造の観察から,力学的相互作用に寄与する重要な知見を得た.一方,工学的実装については,ひずみゲージを用いた側方・垂直抗力センサを開発し,環境条件に対する基礎的な反射反応を実現する制御器を実現した.生物のヘビが示す環境条件への即応的適応のメカニズムを調査し,これを工学応用するため,実験動物を用いた調査とロボットにおける即応反応の再現を通じた調査を行った.実験動物を用いた調査では,摩擦係数の異方性の計測および電子顕微鏡による微細構造の観察から,力学的相互作用に寄与する重要な知見を得た.一方,工学的実装については,ひずみゲージを用いた側方・垂直抗力センサを開発し,環境条件に対する基礎的な反射反応を実現する制御器を実現した.生物のヘビは環境の形状や性質に応じて適応的に運動を調節することで極めて多様な環境において移動運動が可能である.このような運動を実現するためには,身体と環境との間にどのような力学的相互作用が起こっているかを感じるための感覚器と,その感覚情報を利用して適切な運動指令を生成する神経機構が必要となる.本研究ではこのような適応能力をヘビ型ロボットの上に実現するために,上述の力学的相互作用を感覚するセンサの開発を行い,それに基づく運動制御を議論するが,初年度である平成20年度については,生物学的調査,それに基づく仮説の創出,および上述のセンサを搭載したロボット接地機構の開発を行った.生物学的調査については,ヘビに関する生物学的文献を調査し,同時に実験動物を利用した計測により,蛇行時における幾何学的・力学的現象の解析を行った.これらの結果をもとに,仮説の創出として,体幹が環境から受ける力に対してどのような駆動指令を与えることで,環境の凹凸に対して効率よく推進力を得るかについて,いくつかの簡単なモデルを構築した.これらのモデルについては,平成21年度に作成するシミュレーションモデル上での試験を通じて,より詳細なものへと展開させる予定である.一方,実機ヘビ型ロボットについては,既存の空気圧人工筋を用いたヘビ型ロボットの接地機構(軸方向・側方での摩擦の異方性を実現するために受動車輪が取り付けられている)に対して,鉛直方向および側方に作用している抗力を計測するセンサを設計・開発した.精度を高めるために計測装置には半導体歪みゲージを利用し, H8およびPICマイコンを組み合わせたセンサに関する電装系を含めた計測・制御系を構築し,基礎的な性能実験を行った.本研究課題においては,ヘビ型移動ロボットにおける環境への適応を実現するために,ヘビの運動様式において本質的な力学的センサ情報である,胴体下面における環境との力学的相互作用を感覚情報と利用することにより,環境の特性や形状に即応した運動制御を行う制御アーキテクチャの考案,これに基づくロボットによる不整地における適応的運動の実現,およびこれらを通じた構成論的理解を通じた生物学的仮説の提出を目指して研究を行ってきた.この目的に対して,まず胴体下面が環境から受ける側方および鉛直方向の力を精密に計測するために,半導体ひずみゲージおよび特殊なアングル機構を用いたセンサ付き接地機構を開発した.このセンサ機構により,導体各部位における環境との力学的相互作用を精密に計測するヘビ型ロボットが世界に先駆けて開発されたことが第一の成果である.一方で,生物の示す複雑・未知環境に対する迅速な即応を調査するために,実験動物を用いたキネマティクスおよび地面からの垂直抗力を計測する実験,ヘビ腹面の微細構造の電子顕微鏡による観察を行い,すでに指摘されていた腹面の微細構造(微細な多数のトゲ)に特定の方向性が見られることを明らかにし,一方でヘビが蛇行時に示す地面への押しつけ力の制御がどのように行われているかを世界に先駆けて定量的に計測した.これらの画期的な接地機構の開発および生物に関する知見の獲得は重大なものと考えるが,本来の研究目的である不整地へのロボットの適応の実現および生物学的仮説の導出については,目的が十分達成されたとは言えなかった.ロボットに関しては,地面の凹凸に対する簡単な反射行動をいくつか実現したにとどまり,一方で生物学については,ヘビの筋骨格系がきわめて複雑なものであることから,今後運動時の筋電位計測などのより深い調査を行う必要性が明らかになった.
HLAハプロタイプ不適合骨髄移植における免疫再構築の推移の解析

HLAハプロタイプ不適合骨髄移植を,大豆凝集素処理と羊赤血球ロゼット形式によるT細胞除去と,羊赤血球ロゼット形式のみによるT細胞除去の方法を用いて施行した.重症複合免疫不全症の2例のうち1例はすでに5年半の長期にわたる移植後の経過を経て完全な免疫再構築がなっているが, 1例は移植後短日時のうちに重篤な感染症で死亡したので,免疫能の再建は観察されなかった,先天性不良性貧血の1例は移植後未だ経過期間が短く,生着の確認が未だ得られていないので,今後引き続き観察を継続する.長期観察例のHLAハプロタイプ不適合骨髄移植後の免疫構築の推移と次の通りである.(1)細胞性免疫能の再建は比較的すみやかに得られたが, T細胞の表現型の中で, CP3^+4^-8^-細胞が移植4年後に1030%の割合で出現した.通常微量(2%)の存在しか認められないこの表現型のT細胞の増加の病態学的意義は未だ不明であるが,この時点でのCD4^+細胞の減少との相関, NK細胞との関係など興味深い知見である.最近, T細胞レセプターγ鎖がこの様な細胞に発現しており,新しいT細胞の一郡をなすことが利明しており,それとの関連で検索をすすめる予定である.(2)T細胞はドナー由来で, B細胞は宿由来と, T, Bキメラ状態であるが,本来主要組織適合複合体拘束性のT, B細胞の協同作用が確認された.ドナ由来T細胞が宿主由来B細胞に対して寛容を獲得した結果と見做される.臨床的に,骨髄移植の生着が, T・Bキメラの状態にあっても免疫再構築が可能であることを示唆しており,重要な知見である.(3)B細胞機能の回復はT細胞に比して遅く,本症例で免疫グロブリン補充を中止するまで5年を要した.(4)NK細胞の活性発現が非常に遅れているが, Leu7^+は早くから存在し,Leu11^+は5年以上を経て増加傾向にある.(5)HLA適合同種骨髄移植を6例に実施し,その免疫〓再建の追跡研究を行んている.HLAハプロタイプ不適合骨髄移植を,大豆凝集素処理と羊赤血球ロゼット形式によるT細胞除去と,羊赤血球ロゼット形式のみによるT細胞除去の方法を用いて施行した.重症複合免疫不全症の2例のうち1例はすでに5年半の長期にわたる移植後の経過を経て完全な免疫再構築がなっているが, 1例は移植後短日時のうちに重篤な感染症で死亡したので,免疫能の再建は観察されなかった,先天性不良性貧血の1例は移植後未だ経過期間が短く,生着の確認が未だ得られていないので,今後引き続き観察を継続する.長期観察例のHLAハプロタイプ不適合骨髄移植後の免疫構築の推移と次の通りである.(1)細胞性免疫能の再建は比較的すみやかに得られたが, T細胞の表現型の中で, CP3^+4^-8^-細胞が移植4年後に1030%の割合で出現した.通常微量(2%)の存在しか認められないこの表現型のT細胞の増加の病態学的意義は未だ不明であるが,この時点でのCD4^+細胞の減少との相関, NK細胞との関係など興味深い知見である.最近, T細胞レセプターγ鎖がこの様な細胞に発現しており,新しいT細胞の一郡をなすことが利明しており,それとの関連で検索をすすめる予定である.(2)T細胞はドナー由来で, B細胞は宿由来と, T, Bキメラ状態であるが,本来主要組織適合複合体拘束性のT, B細胞の協同作用が確認された.ドナ由来T細胞が宿主由来B細胞に対して寛容を獲得した結果と見做される.臨床的に,骨髄移植の生着が, T・Bキメラの状態にあっても免疫再構築が可能であることを示唆しており,重要な知見である.(3)B細胞機能の回復はT細胞に比して遅く,本症例で免疫グロブリン補充を中止するまで5年を要した.(4)NK細胞の活性発現が非常に遅れているが, Leu7^+は早くから存在し,Leu11^+は5年以上を経て増加傾向にある.(5)HLA適合同種骨髄移植を6例に実施し,その免疫〓再建の追跡研究を行んている.HLA不適合骨髄移植(BMT)や造血幹細胞を含む胎児肝細胞移植が施行された症例についてリンパ球分化抗原発現とその推移、免疫グロブリン(1g)や抗体産生能、T細胞やNK細胞の機能の推移を研究した。その結果は次の通りである。1)HLA不適合、ハプロタイブ一致BMTの生着例について:大豆凝集素処理および羊赤血球ロゼット法によるT細胞除去母親骨髄の移植後4年目の重症複合免疫不全症(SCID)の症例の発育は正常である。リンパ球数は1000前後で、各膜分化抗原の発現推移は、【B_1】(C【D_(20)】)28-35%,【T_3】(【CD_3】)52-75%,【T_4】(【CD_4】)21-26%,【T_8】(【CD_8】)16-19%,T11(【CD_2】)54-59%,Leull(【CD_(16)】)2-3%であった。

T細胞サブセット夫々の比率はやゝ低値であるが、【T_4】/【T_8】比は1.1-1.5とほゞ正常域にあった。Leull陽性細胞は極めて低値で、NK活性をほとんど認めないことと一致した。血清1g値は1gM180-230mg/dl,1gA40-70mg/dlであるが、1gG値は510-740mg/dlとやゝ低値を示した。同種血球凝集素は陽性で、マイトゲンに対する反応もほゞ正常であった。2)HLA不適合胎児肝移植成功例について:細胞性免疫能の再構築を得て5年を経過したSCIDの症例の発育はほゞ正常、リンパ球数が1000以下と減少しているが、【B_1】7-10%,【T_3】45-48%,【T_4】38-43%,【T_8】5-10%,【T_(11)】47%であった。【T_8】+細胞の低下が目立った。またLeull+細胞も低値で、NK活性の著明な低下と一致した。【B_1】+細胞が認められたが、1g産生は不充分で、1gM値が高々64mg/dlに過ぎない。同種血球凝集素は認められる。3)HLA適合のBMTについて、現在まで3例のHLA適合BMTを施行し、造血能,免疫能の再構築の推移を追跡研究中である。HLA不適合例のそれと比較検討する予定。
ＳＩＮＲモデルを用いた実用的アルゴリズムの設計と可解性の解明

本研究では,通信電波の強度減衰や干渉,外部環境からのノイズを考慮したSINR (Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio)無線通信モデルに着目し,既存のグラフモデルとSINRモデルで可解性の差が生じる問題クラスの明確化することを目的とした.SINRに関する既存研究では時間最適な計算機間の通信スケジュールが提示されており,この知見から本研究では,1)与えられた通信スケジュールがプロトコルの出力に与える影響の解明,および2)通信スケジュールの適用によって生じる動的なネットワーク変化がプロトコルに与える影響を最小限にする手法の提案について研究を行った.本研究では,通信電波の強度減衰や干渉,外部環境からのノイズを考慮したSINR (Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio)無線通信モデルに着目し,既存のグラフモデルとSINRモデルで可解性の差が生じる問題クラスの明確化することを目的とした.SINRに関する既存研究では時間最適な計算機間の通信スケジュールが提示されており,この知見から本研究では,1)与えられた通信スケジュールがプロトコルの出力に与える影響の解明,および2)通信スケジュールの適用によって生じる動的なネットワーク変化がプロトコルに与える影響を最小限にする手法の提案について研究を行った.本研究は,通信電波の強度減衰や干渉,外部環境のノイズを考慮したSINR無線通信モデルに着目し,実際の無線通信に近いモデル上での基礎理論の構築を目標としている.中でも本年度は,既存のグラフに基づくモデル上でのアルゴリズム設計論について調査,研究し,実システム上で起こりうる問題点を整理し,さらに既存手法のSINRモデルへの適用可能性について研究を行った.SINRモデルでは電波の干渉の発生により,同時に通信可能な通信ペアは限られる.既存の研究では,与えられた通信要求に対し時間最適な通信スケジュールを提示することに着目されていた.しかし報告者は逆のアプローチで,SINRモデル上での通信スケジュールや通信トポロジが上層のアプリケーションやアルゴリズムに与える影響を解明することが重要であると考えた.これにより,通信時間の観点以外に,どのような点を考慮し通信スケジュールを構成すべきかが解明される.具体的には以下の研究成果を得た.1.無線通信ネットワーク上での安全な通信手法について本研究では,通信トポロジが木構造を有している際に安全な通信を行う手法とそれにかかるコストについて研究を行い,その成果を学会発表2件,雑誌論文1件で発表を行った.2.動的なネットワークにおけるモバイルエージェントの協調動作について特定の通信トポロジを維持することのできないネットワークにおいて,モバイルエージェントの協調動作について研究を行った.本研究では,下位層のネットワークトポロジがエージェントの協調動作の可解性に与える影響を示した.本研究は,現在国際会議,および雑誌論文への投稿準備を行っている.本研究はSINR無線通信モデルのような通信電波の強度減衰や干渉,外部環境のノイズが発生するような不安定な無線通信モデルにおいて基礎理論を構築することを目標としている.電波の干渉により同時に通信可能なペアが限られるような状況は、一時的に計算機間の通信が途切れるため,上層のプロトコルにとってネットワークの動的変化としてとらえられる.本年度の目標として、昨年度までの研究成果の更なる発展と,ネットワーク変化が問題の可解性に影響を与えることから,無線ネットワークの変化を制御する手法の提案を挙げた.これらに対し,本年度は以下の成果を得た.1.無線ネットワークに動的な変化が起こったとしても,通信のバックボーンとなる通信基盤を構築し続ける手法を提案した.提案した手法は,任意の動的変化や計算機の故障が生じたとしても非常に短期間で最低限のバックボーンを構築し,その後バックボーンの構造を最適化し安定する手法である.この手法を用いることで,動的変化が生じるネットワークであっても特定の条件を満たすバックボーンが存在することを想定することができる.2.本研究テーマの成果のまとめ,および今後の発展を目指し,分散アルゴリズムの研究分野で非常に著名な研究者であるカナダ・オタワにあるCarleton大学のNicola Santoro教授を訪ね共同研究を行った.共同研究では,本研究テーマに対する意見交換と,今後の具体的な展望について議論した.その結果,計算能力の非常に低い(と思われていた)モデルで定式化される無線ネットワーク上である程度計算能力の高い無線ネットワークを想定したプロトコルをシミュレートできることを示した.これらの研究は,本年度学術論文誌へ2本掲載し,国際会議での1回発表を行い,その成果を発信している.またその他にも学術論文誌への2本の投稿を行っており,これらは条件付き採録を受け現在最終手続き中である.本研究は,通信電波の強度減衰や干渉,外部環境のノイズを考慮したSINR無線通信モデルに着目し,実際の無線通信に近いモデル上での基礎理論の構築を目標としている.SINRモデルでは電波の干渉の発生により,同時に通信可能な通信ペアは限られる.現在多くの他の研究では,与えられた通信要求に対し時間最適な通信スケジュールを提示することに着目し,多くの研究成果が得られている.このようなスケジュールでは一時的に計算機間の通信が途切れるため,これは上層のプロトコルにとってネットワークの動的変化としてとらえられる.本年度の研究計画の一つとして,このような不安定な無線通信ネットワーク上での全計算機間での情報共有手法の確立を挙げた.本年度は特にこの研究課題に注力し,動的なネットワーク上での処理に有用とされているモバイルエージェントに着目し,SINRモデル上で生じる無線通信の不安定さと不安定なネットワーク上でのエージェントを用いた情報共有の可解性の関係について研究を行った.エージェントを用いた情報共有は,エージェントの集合問題(ネットワークを巡回する複数のエージェントを1つの計算機に集め,そこで情報共有を行う)を解決することで実現する.

具体的には本研究では,一般的に集合問題の解決が難しいとされているリングネットワークに着目し,動的リングネットワーク上での集合問題の可解性について次の研究成果を得た.1)決定性アルゴリズムによって集合不可能なネットワーク変化のクラスを定義,2)いくつかの集合可能なネットワーク変化に対する決定性アルゴリズムの提案と評価,3)確率モデルで変化をモデル化したネットワーク上でのアルゴリズムの提案と評価.これらの研究は,本年度国際会議で2回発表を行った.本年度は,SINRモデルが有するアルゴリズム設計者が望む通信トボロジが維持できない弱さや不安定さが上層のアルゴリズムに与える影響の一部を解明することができた.ただし,得られた知見に基づいたSINRモデル上での通信手法については研究準備段階である.25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,SINRモデルが有するアルゴリズム設計者が望む通信トポロジが維持できない弱さや不安定さが上層のアルゴリズムに与える影響をさらに解明することができた.ただし,解明できたのは特定のネットワークトポロジのクラスに対する集合問題の可解性のみである.SINR上での様々な基礎問題に対する設計手法の確立や、ネットワークの変化を制御する課題については研究準備段階である.本年度の研究結果から,SINRモデルで構築した通信スケジュールが上層のアルゴリズムに与える影響が解明された.そこで次年度以降は,SINRモデルでのルーティング手法の提案と評価に関する研究に加え,上層のアルゴリズムにとって有利な通信スケジュールや通信トボロジを構成するSINRモデル上での通信手法について研究を行う.25年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度までの研究では,動的なネットワーク上での処理に有用とされているモバイルエージェントに着目し,SINRモデル上でも生じる無線通信の不安定さと不安定なネットワーク上でのエージェントの協調動作の可解性の関係について研究を行った.しかし,解明されたのは特定のネットワークのトポロジクラスのみである.そこで,任意のネットワークトポロジに対する上記問題の考察と,さらに,ネットワーク変化が問題の可解性に影響を与えることから,無線ネットワークの変化を制御する通信手法を提案することを目的とする.
情報活用能力に対する自己認識の変容を促進させる教育支援とその要因に関する研究

本研究の目的は、学生がもつマルチメディアに対する認識の変容とその原因を明らかにすることである。マルチメディアソフトの企画という体験を通して、マルチメディアが身近なものへと認識が変容する。この認識の変容を定量的・定性的に測定することが研究の目的であった。まず、学生の意識変容の基本データを取得し、教員が状況をリアルタイムで把握できるWeb上のデジタル・ポートフォリオシステムを作成した。この中では、作品のプロトタイプ等を登録するだけでなく、そのときの学生の意識をアンケート形式で収集することができ、制作活動全体を通しての意識変化を教員が用意に把握することができた。次に、授業で教授するデジタル加工技術が、意識変容にどのように貢献しているのかを、上記のポートフォリオから得られたデータを利用して分析した結果、以下の3点が結論として得られた。1)デジタルの理論を学んでも、それが実際にどう生かされるかは自らが手を動かすことによってのみ理解される。2)教師が提示した例題を行った場合でも理解は促されず、自らが設定した課題を、自ら解決することによってのみ、理解が促される。3)教師による誘導、自らの問題設定、自己解決、これら3つの過程が体験されたとき、学生は、その能力が身につき、マルチメディアが自分の身近になると実感する。情報教育の授業を構築する際、これらの3つの過程があることを教員は認識し、授業の組み立てをしなければならないこと、および、これら3つの過程の進捗スピードを、学生からの反応を随時観察しながら授業を展開しなければならないことが示唆された。本研究は、主として文系の学生が、教師の言われるままに手を動かすだけの受身的情報活用から、如何にして、主体的に情報活用能力を獲得していくかの心理的変容を見出すことを目的としている。この研究のために、研究者が考案したマルチメディア企画法という情報授業手法を用いた。企画法では、マルチメディア商品の企画と広報という2つの側面を実体験させ、中間の実装という手順を省略し、文系学生や中高生にも応用が可能な手法である。その際、学生が企画立案の最初の段階に4ページの手書きスケッチを描く。最後に広報用パンフレットをPCを駆使して作成する。企画スケッチ自体には、学生のマルチメディアに対する理解が反映され、パンフレットには、その学生の情報活用能力が反映される。また両者を比較することで、学生の思いと能力のギャップを測定することができる。学生に事前、事後のアンケートを行い、課題遂行中にどのような情報活用能力に対する自己認識の変容がおこなわれているかの基礎となるデータを収集した。製作途中における企画案の遂行をオンラインで行えるような簡易的なデジタル・ポートフォリオ(企画書の立案と作成(企画書相互評価システム))を構築した。しかし、現状では、BBS等の文字ベースの機能しか実装できなかったため、画像等をオンラインで扱える仕組みが平成17年度の課題となる。また、うまく実際に行われる授業と連携させる運用上の手法についてもまだ充分とはいえなかった。企画前に、マルチメディアに関する知識伝授とマルチメディアソフト体験をさせた。マルチメディアソフトとは何かについて基本的な知識と、実際にマルチメディアソフトを多く体験させることで理解させる。この経験がどのように情報活用能力の自己意識変容に寄与してくかは今後のデータ分析による。
視聴覚刺激による注意行動誘発と心的負荷に関する基礎検討

周囲の情報に対するヒトの知覚を自然な方法で強化、あるいは低減する感覚・知覚制御は、ヒトの知覚を特定の情報に向けて誘導し、望ましい行動の発現を強化したり、他者とのインタラクションを誘発するなど、ロボティクス・マンマシンインタフェースの分野で重要な要素技術となる。本研究課題では、ヒトのタスクの妨害を起こしにくい周辺視刺激を中心に視覚刺激と音響刺激の組み合わせによるヒトの注意制御について検討を進め、注意誘導の効果を確認した。さらに注意対象の視認性の違いが対象認識時の眼球運動に与える影響を明確化し、視線挙動から視認の有無を推定して注意誘導の適切な制御を行うための基盤となる知見を得た。周囲の情報に対するヒトの知覚を自然な方法で強化、あるいは低減する感覚・知覚制御は、ヒトの知覚を特定の情報に向けて誘導して望ましい行動の発現を強化したり、他者とのインタラクションを誘発するなど、対話支援や自動車の運転支援を含むロボティクス・マンマシンインタフェースの分野において重要な要素技術となる。本研究課題では、ヒトのタスクの妨害を起こしにくい周辺視刺激を中心に、視覚刺激と音響刺激の組み合わせによるヒトの注意制御について検討を進める。初年度となる本年度は、周辺視を利用した注意制御効果に関する検討を開始するとともに、次年度以降の評価実験に向けた準備として、注意誘導によって生じる可能性のある心的負荷の増加を評価するために生理指標を利用した負荷評価について検討を進めた。注意制御効果に関する検討では、誘導効果を検討するためのプラットホームとして運転シミュレータを導入し、運転タスク遂行中にオプティカルフローなどの視覚的な誘導刺激および音響刺激を同時に提示できる環境を構築した。また、誘導刺激の提示位置について検討するため、視覚刺激の提示による注視方向の変化と視野の関係に関する基礎データを収集した。さらに音刺激による注意誘導について、音刺激および音声による誘導の効果のタイミングによる違いの確認実験、運転シミュレータを用いた視聴覚相互作用実験に向けた環境構築と刺激提示システムの検討を実施した。生理指標を利用した負荷評価については、構築した運転シミュレータを利用し、注意誘導によって生じる可能性のある心的負荷の評価に向けて、心拍・呼吸数を利用した負荷評価について検討を進め、実験により安静時と運転時で心拍・呼吸数に有意な差異が生じることを確認した。本研究課題では、ヒトのタスクの妨害を起こしにくい周辺視刺激を中心に視覚刺激と音響刺激の組み合わせによるヒトの注意制御について検討を進めている。本年度は前年度に得られた知見を元に、視覚および聴覚刺激による注意制御の効果に関する評価実験を実施するとともに、自動車運転等の自然場面における注意誘導実験を可能とする装置試作を進めた。視覚刺激による誘導については、大型のディスプレイを利用して周辺視野に提示したランダムドットフローが中心視野におけるヒトの注意に与える影響を定量的に評価した。また、周辺視野に提示する誘導刺激とターゲット刺激の提示位置の関係を学習することによってターゲットの検出が効率的に行えるようになることを確認し、ターゲットの運動と眼球運動の相関性からヒトの注意が誘導されたか否かを判定する方法について基礎的な実験を行った。聴覚刺激による誘導については、注意を誘導する音声刺激に感情情報を加えることで注意誘導効果を促進できることを確認した。特に誘導に対する反応が遅い群について高い促進効果が得られた。装置試作では、運転シミュレータ環境において運転席の頭部両側に設置したLEDアレイによる誘導刺激の提示を行い、大型ディスプレイによる実験と同様の誘導効果が得られることを確認した。大型ディスプレイおよびLEDアレイによる視覚刺激および感情音声による聴覚刺激による注意誘導の効果を確認し、誘導刺激の提示と眼球運動の関係についても基礎的な知見を得た。これにより、最終年度に予定する自由な頭部・眼球運動のもとでの視聴覚刺激を利用した注意誘導に関する実験実施に目途をつけた。本研究課題では、ヒトのタスクの妨害を起こしにくい周辺視刺激を中心に視覚刺激と音響刺激の組み合わせによるヒトの注意制御について検討を進めた。最終年度である本年度は大型ディスプレイとモーションベースを組み合わせた運転シミュレータ環境を構築し、前年度までに得られた知見をベースとしながら視覚刺激と聴覚刺激の組み合わせによる注意誘導方法について検討した。実験では視覚認知タスク遂行中に仮想的に移動するサイン音と視覚情報によって注意誘導を行い、提案手法によってタスクに対するヒトの反応を妨害することなく注意を誘導することが可能であることを確認した。さらに本年度はヒトの対象視認時の眼球運動の持つ特性についても検討を進め、対象視認時のヒトの眼球運動を計測する実験を行った。ヒトの注意を適切に誘導するためには、誘導手法の検討に加えて、実際に誘導が生起したか否かを判定する手法の確立が必要である。大型ディスプレイを用いて行った実験の結果、対象視認時の眼球運動は対象およびその周辺の視覚特性によって変化し、視認性の要因に依らず視認の難易度と相関を持つことを確認した。これにより対象の視認性と眼球運動の関係を利用して視認の有無の推定精度を向上させることができる可能性が示唆される。以上より、視聴覚を用いた注意誘導方法、対象視認時の眼球運動について注意制御の基盤となる知見を得た。

周囲の情報に対するヒトの知覚を自然な方法で強化、あるいは低減する感覚・知覚制御は、ヒトの知覚を特定の情報に向けて誘導し、望ましい行動の発現を強化したり、他者とのインタラクションを誘発するなど、ロボティクス・マンマシンインタフェースの分野で重要な要素技術となる。本研究課題では、ヒトのタスクの妨害を起こしにくい周辺視刺激を中心に視覚刺激と音響刺激の組み合わせによるヒトの注意制御について検討を進め、注意誘導の効果を確認した。さらに注意対象の視認性の違いが対象認識時の眼球運動に与える影響を明確化し、視線挙動から視認の有無を推定して注意誘導の適切な制御を行うための基盤となる知見を得た。刺激提示プラットホームの構築・心的負荷の評価方法の確認などを順調に進め、次年度以降の検討に向けた準備を終えた。音響刺激との組み合わせにおけるパラメータ設定など一部さらに検討が必要な項目も残るが、次年度試作を予定している刺激提示装置の一部として運転シミュレータによる刺激提示環境を前倒しで構築するなど、全体としては順調に進捗している。最終年度には、前年度までに蓄積された知見を整理し、広視野刺激提示装置による注意制御実験を実施する。この実験では、注意制御の応用もある程度想定し、非接触視線計測装置との組み合わせにより、頭部および眼球の自由な運動を許しながら、周辺視および音響刺激を利用した情報提示を身体運動と連動させながら行い、注意誘導によるヒトの挙動変化を測定する。これにより注意制御の応用可能性を確認する。ヒューマンインタフェース次年度は初年度に得られた知見を元に視聴覚刺激による注意制御と心的負荷の関係を評価し、注意制御が制御を受けるヒトにとって新たな負荷とならない、または過大な負荷につながらない条件について検討する。また、今年度構築した運転シミュレータによる刺激提示環境をベースとして、最終年度の注意誘導実験に向けて,眼球運動計測および広視野にわたる刺激提示を可能とする計測装置を試作するとともに注意誘導実験に向けた視聴覚刺激の設計を進めていく。今年度実施した実験によって視覚および聴覚刺激によるヒトの注意誘導特性が明らかになり、次年度それらを詳細に分析した上で機材を選定することで最終年度の視聴覚実験をより効率的・効果的に行うことができると考えられることから、今年度予定していた大型モニタ・スピーカーの購入を次年度に繰り越した。実験刺激表示のためのソフトウェア作成など次年度実験の準備は既存の機材によって進めることができた。予定通り実験装置・ソフトウェアの購入を進めたが、実験用消耗品の購入費用に少額の差異が生じたため。最終年度に計画されている視聴覚実験のため、大型液晶モニタ、実験用ラウドスピーカー、アンプ、DAコンバータ等を購入する。次年度購入する実験用消耗品の費用の一部として使用する。