hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
作物染色体再構築のための染色体ベクターの開発

1.目的:作物生産上不用あるいは有害とみなされてきた過剰(いわゆるB)染色体を改造して、(1)常(A)染色体の有用遺伝子を導入する為の担荷体(ベクター)として利用すること、さらに、(2)B染色体の特徴である染色体数増幅効果を育種的に利用することの可能性について検討したものである。2.実験の骨子:(1)B染色体をもつライムギと普通コムギのF_1種子にX線照射し、(2)BーA転座の誘発を試み、(3)転座B染色体の探索法を検討し、(4)B染色体の増幅の有無をみたものである。3.経果:(1)転座B染色体の探索はカーミンーCバンド重複染色により正常染色体を順次消去後、構造変異染色体を同定する方法が最も効率的であった。(2)BーA転座染色体を有する個体が1個体得られ、また、ライコムギにおいてB染色体が10本まで増幅したことが確認された。ただし、BーA転座染色体の増幅については、この次代を育成中のため未確認である。4.結論:(1)B染色体の選好的不分離はライコムギにおいても認められ、BーA転座染色体も得られた。このことより、B染色体の遺伝子増幅作用とA染色体の有用遺伝子部分からなる小形染色体の作出は可能であり、これを育種的に利用することは有効であると考える。(2)核ゲノム以外の過剰染色体であれば除去することも比較的容易なので、特定の遺伝子をB染色体に組み込んで、育種過程の必要な世代にのみ使用することも可能である。(3)BーA転座染色体の効率的なスクリーニングをするために、今後、B染色体の動原体、異質染色質部分を底異的に染色する分染法を開発することが望ましい。ライムギB染色体とコムギ常染色体との転座を誘発してB染色体の動原体をもつ転座染色体(以下組換え染色体と称する)を作出する実験を行なった。普通コムギ(2n=6x=42)とB染色体をもつライムギ(2n=2x=14)の交配により得られた【F_1】(2n=4x=28)種子3160粒を10KR40KRのX線処理した。照射種子の生存率は20KRまでは平均46%と無照射【F_1】種子より高い傾向を示したが、25KR40KRでは722%と低かった。10,15,18KRのX線処理した【F_1】個体の播種48時間後の根端細胞では、それぞれ61%,75%,83%の細胞で切断、転座等の染色体構造変異が観察され、1細胞当り平均変異染色体数はそれぞれ1.3,2.2,2.7個であった。しかし、播種72時間後の根端細胞では細胞当り変異染色体数は48時間後の観察に比べて2135%減少していた。これは構造変異染色体をもつ細胞が淘汰されたものと考えられる。発芽生育した【F_1】1084個体はコルヒチン処理し、現在温室又はガラス室で育成中である。ギムザCバンド分染法は、B染色体と常染色体を識別するには有効であったが、B染色体と常染色体の動原体自体の識別が不可能であった。そのため、照射【F_1】個体の根端細胞で常染色体間転座染色体とともにB染色体の大部分を含む組換え染色体は同定することができたが、B染色体の動原体あるいはその近接部のみを含む

組換え染色体は同定することができなかった。また、Cd染色法などもB染色体と常染色体の動原体識別のために試みているがさらに検討を要する。コムギ幼胚起源カルスから再分化能の高いカルスを選抜することができた。微注入法に供するために、このカルスから得た単細胞の培養条件を検討したが、最適条件はまだ決定していない。今後、培養条件とともに微注入法を検討する予定である。B染色体の遺伝子増巾的作用と常(A)染色体の有用遺伝子部分をもつ小形の組換えB染色体を作出する実験を行った.普通コムギ(2n=6x=42)とB染色体をもつライムギ(2n=2x=14+Bs)のF_1(2n=4x=28+Bs)種子に1040kRのX線を照射し,発芽生育した1095個体をコルヒチン処理した.1018kRのX線照射したF_1種子の置床後48時間目の根端細胞における切断染色体数は細胞当り010個で負の2項分布を示し,染色体切断率は染色体により異なることが推察された.コルヒチン処理固体の生存率は90.1%であり,423(38.6%)個体688穂(系統)でX_2C_2種子4118粒を得た.生存率は対照(OkR)区に比べてX線照射区で高い傾向にあったが,倍加率は20KR区を除き低かった.X_2C_2系統は穂別に系統とした.得られたX.ナ_<2.ニ>C.ナ_<2.ニ>系統のうち調査した45系統中13系統で転座ホモとして27の転座染色体及び6の端部欠失染色体が見つかった.転座は10の相互転座,2の単純転続及び4の染色体未同定の転座であった.転座に関与した染色体を同定できた21の転座染色体はすべて非同祖染色体間転座であり,15の転座染色体はコムギ・ライムギ染色体間転座であった.組換えB染色体は1系統でのみ得られたが転座に関与したコムギ染色体を同定できなかった.今後未調査系統で新たな組換えB染色体を探索するとともに得られた組換えB染色体の遺伝的効果を明らかにする予定である.B染色体とA染色体の動原体判別法として種々の蛍光染色を試みたが判別できず今後更に検討を要する.コムギ幼胚由来カルスから増殖率の高い懸濁培養細胞系を確立するとともにプロトプラストの単離条件を決定した.今後微注入法及びプロストプラストからの再生条件を検討する.1.目的:作物生産上不用あるいは有害とみなされてきた過剰(いわゆるB)染色体を改造して、(1)常(A)染色体の有用遺伝子を導入する為の担荷体(ベクター)として利用すること、さらに、(2)B染色体の特徴である染色体数増幅効果を育種的に利用することの可能性について検討したものである。2.実験の骨子:(1)B染色体をもつライムギと普通コムギのF_1種子にX線照射し、(2)BーA転座の誘発を試み、(3)転座B染色体の探索法を検討し、(4)B染色体の増幅の有無をみたものである。3.結果:(1)転座B染色体の探索はカーミンーCバンド重複染色により正常染色体を順次消法後、構造変異染色体を同定する方法が最も効率的であった。(2)BーA転座染色体を有する個体が1個体得られ、また、ライコムギにおいてB染色体が10本まで増幅したことが確認された。ただし、BーA転座染色体の増幅については、この次代を育成中のため未確認である。4.結論:(1)B染色体の選好的不分離はライコムギにおいても認められた。このことより、B染色体の遺伝子増幅作用とA染色体の有用遺伝子部分からなる小形染色体の作出は可能であり、これを育種に利用することは有効であると考える。(2)核ゲノム以外の過剰染色体であれば除去することも比較的容易なので、特定の遺伝子をB染色体に組み込んで、育種過程の必要な世代にのみ使用することも可能である。(3)BーA転座染色体の効率的なスクリーニングをするために、今後、B染色体の動原体異質
力学に基づく一般的な物体操作計画に関する研究

本研究では,力学解析に基づいて,物体を把持しないで操るグラスプレス・マニピュレーションを含む,一般的な物体操作の計画の実現を目指している.すなわち,マニピュレーションを実現するために必要なロボットの動作を自動計画することが目的である.今年度は,操作計画に必要な,指の制御モードの決定法を開発するとともに,それを考慮した物体操作計画アルゴリズムの実装,についての研究を行った.指の制御モードについては,物体操作時に各ロボット指を位置制御すべきか,力制御すべきか,という問題を扱い,これを自動決定するアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムでは,各指の制御モードは,対象物に過大な内力がかかる恐れのない限りにおいて,できるだけ対象物の操作の確実性の指標値を最大にするように決定される.また,計算は線形計画問題を複数回解くことによって実行できる.さらに,この指の制御モードの自動決定アルゴリズムを,昨年度開発した操作計画手法と統合させることによって,ロボット指による押し操作・転がし操作・ピボット操作などのマニピュレーションが計画可能となった.具体的には,持ち替えの回数を最小限とし,指の負荷ができるだけ小さくなるような,ロボット指の動作およびそのときの制御モードが自動的に生成される.また,計画結果を多指ハンドによる実機システムにおけるマニピュレーションに適用したところ,ほぼ計画通りにマニピュレーションを実行できた.これにより,提案アルゴリズムの有効性を確認した.本研究では,物体を把持して操る通常のピック・アンド・プレイス操作と,把持せずに物体を押す・転がすなどして操るグラスプレス・マニピュレーションの双方を扱える,一般的な物体操作計画の実現を目指している.今年度は,操作計画に必要な,(1)物体操作の力学解析,および(2)操作計画の実現手法,についての研究を行った.(1)に関しては,外乱に対してロバストな物体操作の計画をするために必要な,操作の確実性の概念の定式化を行った.また,その定量的な評価指標,および線形計画法を用いた指標の計算法も新たに提案した.指標の計算は比較的高速に行えるので,計画アルゴリズム内でさまざまな条件でその値を繰り返し評価することが可能となった.(2)に関しては,計画で用いるグラフのアークに割り当てる,指の持ち替え・指の移動距離・操作の確実性のそれぞれを考慮に入れた新たなコスト関数を提案した.これによって,グラフ探索を行うことで適切な操作計画が行えるようになった.さらに,グラフをA*探索を用いて高速に探索できるように,上記のコスト関数の値を少ない計算量で近似できるヒューリスティック関数を示した.これらの成果を統合した結果,二次元平面内での多角形形状の対象物の操作計画,および,三次元空間内での多面体形状の対象物(ただしその自由度を限定)の操作計画が可能になった.具体的には,押し操作・転がし操作・通常のピック・アンド・プレイス操作などを実現するために必要なロボット指の動作を生成させることが可能になっている.本研究では,力学解析に基づいて,物体を把持しないで操るグラスプレス・マニピュレーションを含む,一般的な物体操作の計画の実現を目指している.すなわち,マニピュレーションを実現するために必要なロボットの動作を自動計画することが目的である.今年度は,操作計画に必要な,指の制御モードの決定法を開発するとともに,それを考慮した物体操作計画アルゴリズムの実装,についての研究を行った.指の制御モードについては,物体操作時に各ロボット指を位置制御すべきか,力制御すべきか,という問題を扱い,これを自動決定するアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムでは,各指の制御モードは,対象物に過大な内力がかかる恐れのない限りにおいて,できるだけ対象物の操作の確実性の指標値を最大にするように決定される.また,計算は線形計画問題を複数回解くことによって実行できる.さらに,この指の制御モードの自動決定アルゴリズムを,昨年度開発した操作計画手法と統合させることによって,ロボット指による押し操作・転がし操作・ピボット操作などのマニピュレーションが計画可能となった.具体的には,持ち替えの回数を最小限とし,指の負荷ができるだけ小さくなるような,ロボット指の動作およびそのときの制御モードが自動的に生成される.また,計画結果を多指ハンドによる実機システムにおけるマニピュレーションに適用したところ,ほぼ計画通りにマニピュレーションを実行できた.これにより,提案アルゴリズムの有効性を確認した.
鉛を含まない放射線遮蔽材を用いた新規放射線治療法の開発

開発したリアルタイム可変型の粘土状放射線遮蔽材は、加温することで柔らかくなり、常温では型が維持できる硬度を持つゴム素材である。本研究では、その素材を鉛代替放射線遮蔽材としてのポテンシャルの見極めと、放射線医学・工学への実用化を目的とする。さらに新素材の特徴を活かした新たな放射線治療の手法や放射線防護体系の確立を目指す。
親和と反発-日本留学中国人学生と欧米留学中国人学生の思想形成と社会環境

平成17年度、18年度でほぼ基本的な資料を蒐集できたので、本年度は専ら蒐集した資料の整理と分析及び日本留学経験者の日本における生活環境とその後の足跡と調査・研究をおこなった。具体的には、明治専門学校を出て九州帝国大学に進学し、後に中国共産党を代表する文芸評論家となった夏衍や、10歳で来日し、一般の日本人児童生徒ともに日本語教育を受けた後九州帝国大学医学部を卒業し医師となった陶晶孫など、様々な異なる環境で「日本」を経験した中国人留学生の書き残した資料を分析した。18年度に主として取り組んだ留学生文学の研究とも一部重なる部分もあるが、昨年度の研究が幅広く網羅的な留学生文学の分析を目指したのに対し、今年度は主として第二次世界大戦前の日本留学経験者にスポットを当てて研究をおこなった。その結果、1980年代以降の留学生文学には、経済的な苦しみやビザや保証人をめぐる悲喜劇、日本社会に溶け込めぬ悲哀や目本人との人間関係に対する違和感を強くにじませたものが多い傾向があるのに対し、第二次世界大戦前の中国人留学生の作品には、日本人との相違に戸惑う姿は思いのほか少なく、日中の狭間でどう生きていくべきかに苦悩する姿がより印象的であった。昨年度併行して研究していた戦前の台湾文学の研究と照らし合わせるならば、戦前の台湾人作家が日本社会と折り合いをつけながら自身のアイデンティティを懸命に守っていこうとする姿と共通するものが戦前の中国人留学生の作品中から窺うことができた。こうした研究成果は、20年度後期の中国語中国文学特殊講義に活用した後、論文として発表する予定である。補助金交付時期が遅かったため(10月3日通知、11月初旬補助金交付開始)、初年度である17年度はまず基礎的な資料の収集に力を入れ、同時に留学生文学の分析をも開始した。資料収集の面では、20世紀前半に日本あるいは欧米に留学した経験のある中国人知識人の著作をある程度幅広く収集するとともに、1980年代後半以降の海外留学ブームのなかの留学生の紀行文・体験記などの類を数多く収集することができた。留学生文学の分析については、具体的には『中国留学生文学大系』(全6巻、上海文芸出版社、2000年)に収録されている作品群のなかで、日本留学経験者と欧米留学経験者の描く留学生活にどのような相違が見られるかという点に着目して分析をおこなった。その結果、日本留学経験者の作品には、日本社会に溶け込めぬ悲哀や日本人との人間関係に対する違和感を強くにじませたものが多い傾向があるのに対し、欧米留学経験者の作品には、欧米人との考え方・感じ方の違いに戸惑いつつも、欧米流の生活様式を受け入れようとする志向が感じられた。このような差異がどこから生じてくるのかについては、次年度以降さらに分析を深めていきたいと考えている。資料についての分析と併行して、日本留学経験者の生の声を聴取するため中国・大連市において調査をおこなった。大連市を選んだのは、大連には多くの日系企業が進出し、そうした企業に日本留学経験者や日本語学科卒業生が多く採用されていることと、本学卒業生の王浩洋氏の協力が得られたことによる。その結果、多くの日本留学経験者が日系企業で雇用されているものの、彼らには事務的で単純な職務だけが委ねられ、必ずしも実力を発揮できる機会が与えられていないことに対する不満があることが分かった。欧米留学経験者との立場の違いについては、次年度以降の課題としたい。平成18年度は、初年度である17年度に引き続き基礎的な資料の収集に努めるとともに、留学生文学の分析をも継続して行った。資料収集の面では、17年度に収集した書籍が比較的現在に近い1980年代後半以降の海外留学ブームのなかの留学生の紀行文・体験記などが多かったのに対し、18年度に収集した資料は20世紀前半に日本あるいは欧米に留学した経験のある中国人知識人の著作をも含む、ある程度幅広い範囲に及んだ。留学生文学の分析については、昨年度に引き続き、『中国留学生文学大系』(全6巻、上海文芸出版社、2000年)を軸として研究を進めるとともに、インターネット上で公開されている資料についても分析を加えた。その結果、日本の留学生文学がやや停滞気味の状況にあるのに対して、北米地域の留学生文学が活況を呈し、留学生文学という枠を超えてイミグラント文学として成熟しつつあるのではないかと予感させるものがあった。日本留学経験者の作品には、経済的な苦しみやビザや保証人をめぐる悲喜劇に相変わらず囚われがちであり、日本社会に溶け込めぬ悲哀や日本人との人間関係に対する違和感を強くにじませたものが多い傾向があるのに対し、アメリカ留学経験者の作品には、アメリカ人との考え方・感じ方の違いに戸惑いつつも、アメリカという新しい土地でどう自分の運命を切り開いていくのかという積極性を感じることができる。住んでいる国民のほとんどが日本人という均質的な色彩の濃い国とは異なり、アメリカはそもそも移民の国として建国されたという歴史的背景があり、中国人留学生も「新移民」としてアメリカにとけ込む可能性に賭けようとしているようである。資料の収集を兼ね、台北市に調査旅行に赴いた。熊本大学に留学した経験を有する8人の元留学生に集まってもらい、台湾に戻ってからの生活と留学経験との関係、日系企業での職務内容や処遇などについて話を聞くことができた。昨年度訪問調査を行った大連市の元留学生の話と重なる部分も多く、また、大連市の元留学生同様、台湾の元留学生もみな1,2度の転職を経験していたが、台湾の元日本留学生の方が、現在の処遇に満足しているように感じられた。

こうした違いの背景については、さらに検討を加えていきたいと考えている。平成17年度、18年度でほぼ基本的な資料を蒐集できたので、本年度は専ら蒐集した資料の整理と分析及び日本留学経験者の日本における生活環境とその後の足跡と調査・研究をおこなった。具体的には、明治専門学校を出て九州帝国大学に進学し、後に中国共産党を代表する文芸評論家となった夏衍や、10歳で来日し、一般の日本人児童生徒ともに日本語教育を受けた後九州帝国大学医学部を卒業し医師となった陶晶孫など、様々な異なる環境で「日本」を経験した中国人留学生の書き残した資料を分析した。18年度に主として取り組んだ留学生文学の研究とも一部重なる部分もあるが、昨年度の研究が幅広く網羅的な留学生文学の分析を目指したのに対し、今年度は主として第二次世界大戦前の日本留学経験者にスポットを当てて研究をおこなった。その結果、1980年代以降の留学生文学には、経済的な苦しみやビザや保証人をめぐる悲喜劇、日本社会に溶け込めぬ悲哀や目本人との人間関係に対する違和感を強くにじませたものが多い傾向があるのに対し、第二次世界大戦前の中国人留学生の作品には、日本人との相違に戸惑う姿は思いのほか少なく、日中の狭間でどう生きていくべきかに苦悩する姿がより印象的であった。昨年度併行して研究していた戦前の台湾文学の研究と照らし合わせるならば、戦前の台湾人作家が日本社会と折り合いをつけながら自身のアイデンティティを懸命に守っていこうとする姿と共通するものが戦前の中国人留学生の作品中から窺うことができた。こうした研究成果は、20年度後期の中国語中国文学特殊講義に活用した後、論文として発表する予定である。
多重染色超解像顕微鏡による細胞骨格と接着斑のパターン形成機構の解明

アクチン細胞骨格、微小管、中間径フィラメント、接着斑の空間パターンの形成機構を調べるために多重染色超解像顕微鏡法IRISを用いて、それぞれの構造の空間的な位置関係を光の回折限界以下の分解能で解析した。その結果、細胞の場所に応じて中間径フィラメントがアクチン線維や微小管に近接していた。また微小管の伸長は、アクチンストレスファイバーの配置に影響を受けていた。これらの結果は、それぞれの細胞骨格や接着斑は、互いに相互作用しながら空間的なネットワークを形成していることを示唆している。細胞内では、アクチン繊維や微小管、中間径フィラメント、接着斑といった細胞内構造は相互に作用しながら、適切なパターンで配置され、方向性のある移動という高度な機能を実現していると予想される。この協調的なシステムを理解するため、光学顕微鏡では一見すると細胞内を縦横無尽に走っているように見える細胞骨格構造の空間的な位置関係を多重染色超解像顕微鏡法で解析を行った。その結果、細胞の中心に近い領域では、中間径フィラメントがストレスファイバーに絡まっており、ストレスファイバー間を架橋している様子が観察された。一方細胞の辺縁部では、中間径フィラメントはストレスファイバーではなく、微小管と絡まっている様子が観察された。また微小管は、ストレスファイバーや接着斑を横切っている場所では約100 nmほど持ち上がっている様子が観察された。さらにストレスファイバーや接着斑近傍での微小管の動態を観察するためにEB1-EGFPでラベルした微小管先端のライブ観察を行った。その後に細胞を固定して多重染色超解像を取得した。微小管先端の軌跡の各点に速度や高さを表示させ、アクチン線維や接着斑の超解像に重ね合わせた。その結果、微小管先端はストレスファイバーや接着斑に近接すると伸張速度が遅くなり、横切る時はその高さが上昇することが観察された。またストレスファイバーに乗り上げ、そのままストレスファイバーに沿った方向に伸びていく微小管も観察された。これらの結果から細胞内では細胞骨格間で部位特異的な微細な構造を形成し、さらに微小管はストレスファイバーを手掛かりにして3次元ネットワークを形成していることが示唆された。アクチン線維や微小管、中間径フィラメント、接着斑といった細胞内構造は、互いに相互作用しながら適切なパターンが形成されると予想される。しかし光学顕微鏡では、光の回折限界によってそれぞれの細胞内構造の空間的な位置関係の解析には限界があった。本研究では、研究代表者が最近開発した高密度・多重染色超解像顕微鏡法IRISを用いて、一見すると細胞内を縦横無尽に走っているように見える細胞骨格構造の空間的な位置関係を解析した。その結果は、アクチンストレスファイバーに絡みつく中間径フィラメントやストレスファイバーや接着斑を乗り上げて伸びている微小管の存在を明らかにした。IRISは、標的に結合するタンパク質のフラグメントの中から標的に素早く結合解離するフラグメントをプローブとして用いる。そこで、細胞骨格や接着斑の成長と崩壊を制御するタンパク質からIRIS用のプローブを作製し、それらの細胞内構造の制御機構を調べた。細胞骨格や接着斑に局在する15種類のタンパク質から作製した46個のフラグメントをスクリーニングした結果、18個のIRIS用のプローブを同定した。これらのプローブを用いてIRIS多重染色超解像を比較した結果、微小管結合タンパク質由来のプローブは、それぞれ微小管の異なる領域を可視化した。また接着斑局在タンパク質由来のプローブもそれぞれ接着斑の異なる領域を可視化した。それぞれのプローブの可視化した領域には、その結合パートナー分子が存在すると考えられる。これらの結果からIRISは、細胞骨格や接着斑を制御するタンパク質複合体の空間分布の多重染色超解像マッピングに応用できることを示している。これらの研究成果は、Nature Methodsに報告している(Kiuchi et al., Nature Methods 12: 743-746, 2015)。IRISは、蛍光1分子の高精度な位置測定を利用した超解像顕微鏡法(例PALMやSTORM)の原理を応用している。従来の超解像顕微鏡法では、標的に強く結合した蛍光抗体や蛍光タンパク質を用いて標的を標識するが、IRISでは標的に結合解離するプローブを導入している。このため、取得する結合イベント(つまり標識)の回数に依存して標識密度を上限なく高めることができる。アクチン線維上での標識密度は、抗体の最大標識密度の60倍まで到達でき、高精細な超解像画像が得られた。さらにプローブは結合解離しているため、簡単に洗い流してプローブを交換することができ、多重染色超解像を得ることができる。本研究では、標的に局在するタンパク質のフラグメントから結合解離プローブを作製した。細胞骨格や接着斑に局在する15種類のタンパク質から46個のフラグメントを作製し、18個の結合解離プローブを得ることに成功した。細胞移動は、アクチン細胞骨格、微小管、中間径フィラメントといった細胞骨格構造や細胞外基質との接着構造(接着斑)を適切な空間パターンで分布させることで成し遂げられる。この空間パターンの形成機構を調べるために高密度・多重染色超解像顕微鏡法IRISを用いて、細胞骨格構造と接着構造の空間的な位置関係を光の回折限界以下の分解能で解析した。IRISは、標的に結合解離する蛍光プローブを用いて標的を可視化する。アクチン線維に結合解離するペプチドであるlifeactを用いてin vitroで重合させたアクチン線維を可視化したところ、1本のアクチン線維の太さは、23 nmの半値幅で可視化できた。

さらに微小管、中間径フィラメント、接着斑を超解像可視化するため、各構造に局在する15種類のタンパク質から46個のフラグメントを作製し、18個の結合解離プローブを見出した。これらのプローブを用いて、同一の細胞で3つの細胞骨格と接着斑の多重染色超解像画像を得た。その結果、細胞の中心に近い領域では中間径フィラメントはアクチン線維に絡み付いて、微小管には絡まっていなかった。一方細胞の辺縁部では、逆に中間径フィラメントはアクチン線維には絡まらず、微小管に絡み付いていた。また接着斑やアクチンストレスファイバーの近傍では、微小管は接着斑の約100 nm上を走っていた。微小管の伸長をライブイメージングしてからIRIS超解像画像を得た結果、微小管はアクチンストレスファイバーに衝突を繰り返しながら、その伸長方向を3次元的に変化させていることが明らかになった。これらの結果は、それぞれの細胞骨格と接着斑は、相互に相互作用しながら空間的なネットワークを形成していることを示している。これらの研究成果は、Nature Methods、生体の科学、感染・免疫・炎症に報告した。アクチン細胞骨格、微小管、中間径フィラメント、接着斑の空間パターンの形成機構を調べるために多重染色超解像顕微鏡法IRISを用いて、それぞれの構造の空間的な位置関係を光の回折限界以下の分解能で解析した。その結果、細胞の場所に応じて中間径フィラメントがアクチン線維や微小管に近接していた。また微小管の伸長は、アクチンストレスファイバーの配置に影響を受けていた。これらの結果は、それぞれの細胞骨格や接着斑は、互いに相互作用しながら空間的なネットワークを形成していることを示唆している。最近我々が開発した新しい多重染色超解像顕微鏡は、PALM/STORMといった単分子可視化法を利用した超解像顕微鏡法の染色方法を改良し、高密度ラベリングかつ多重染色を実現している。この顕微鏡法によってアクチンフィラメントは23 nmで分解され、1 μm(180サブユニット)あたりのラベル率は、12000ラベルまで到達した。さらに同一の細胞で3つの細胞骨格と接着斑の超解像を得ることができた。またTIRF照明とEpi照明で得られた二つの超解像の比を用いることで、3つの細胞骨格の3次元的な位置関係を可視化することにも成功した。この顕微鏡法によってアクチンフィラメントや微小管に絡みつく中間径フィラメントやストレスファイバーに乗り上げる微小管といった微細な構造を観察することができた。さらに微小管先端のライブ観察を組み合わせることで、微小管がストレスファイバーを乗り上げる時の動態を観察することができた。この顕微鏡法ならば、細胞骨格のパターン形成過程を解析することが可能となる。今回得られたIRIS用プローブは、細胞骨格や接着斑を制御するタンパク質複合体の分布をナノメートル精度で多重マッピングに用いることができる。今後、プローブの元となったタンパク質の結合パートナー分子を可視化するプローブをペプチドライブラリーや抗体から作製する予定である。
自己重合ペプチドスキャフォルドと人工骨骨格による理想的な骨充填材の開発

骨充填剤に求められる特性として、骨としての強度と骨伝導性の二点が挙げられる。これらの特性は、両立が難しく、単一素材でバランスをとることが難しい。本研究では、2つの素材を組み合わせることで、それぞれの利点を生かした骨充填剤の作成を目標としたものである。強度と加工性の点で、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)を使用し、その内部に骨伝導性の良い、PuraMatrix^<TM>を使用し、ラットの大腿骨骨欠損部における骨新生を評価した。これらの素材を組み合わせることで良好な骨形成を認めた。本研究の目的は、強度の強い素材と骨伝導性の高いSAPSを併用し初期強度、骨伝導性を両立した骨充填剤を開発することである。今年度は、骨幹部スペーサーを作成と動物実験を行った。(1)骨幹部スペーサーの作成:長管骨骨欠損部における強度を担当させるためにいくつかの素材を検討した。今回は強度と加工の容易さ、生体安全性、X線透過性などの点で利点の大きいPEEK材を使用した骨幹部スペーサーを外注し作成した。また、このスペーサー内にSAPSを充填すべく腔を作成した。高度と内腔のバランスを検討すべく、数種類の形状の内腔を作成し強度を測定した。この成果として強度と十分な内腔を持つ骨幹部スペーサーを完成させた。(2)動物実験モデルでの骨再生実験:スペーサー内に自家骨、SAPS、生食を充填しラットの骨幹部骨欠損部に移植を行った。この実験では、SAPSを充填したスペーサー内にはかなりの骨形成が認められ、我々の仮設が正しいことを証明できた。また、自家骨を併用することで、スペーサー内に骨の連続性を再現することに成功した。(3)スペーサー内の遺伝子発現の検討: SAPSを充填し再生を促したスペーサー内では骨関連遺伝子以外に、血管再生因子の発現が亢進していた。SAPSの血管伝導性を支持するデータであり、これまであまり検討されていないSAPSの再生機序の一端を示した。今年の実験では、SAPSをスペーサー内に充填し骨欠損部に移植することで、強度と骨伝導性を兼ね備えた骨充填剤を開発するというわれわれの仮説が正しいことを証明しえたといえる。来年度にはさらに骨伝導性を高めるべく、成長因子などを用いた実験を行い、より理想的な骨充填剤の開発を目指す。また、SAPSの再生に関する機序について、血管伝導性という視点で、詳細な検討を行う本研究の目的は、強度の高い素材と骨伝導性の高いSAPSを併用し初期強度、骨伝導性を両立した骨充填剤を開発することである。本年度の業績は下記のとおりである。(1)実験結果について論文を作成(2)成長因子を使用した骨形成効率の向上SAPSはゲル化させる際に成長因子を取り込むことが可能である。今回、骨誘導因子であるBMP-2、血管誘導因子であるVEGFについて、各種濃度でSAPSに取り込み骨形成に及ぼす影響について検討した。成長因子を投与した場合には、SAPSのみを使用した場合に比べ旺盛な骨形成を示した。現在これらのデータについて検討中である。データを検討したのち、学会発表や論文執筆の予定である。この2年間の研究期間において当初予定していた研究については概ね結果を出すことができた。さらなる改良の余地はあるので、より効率の良い素材の研究を続けていく。
ヒトがん発生の宿主要因と環境に関するコホート研究

ヒト発がんにおけるさまざまな環境因子と宿主要因を明らかにするため、一般住民を対象としたコホート研究を行っている。対象者の生活習慣に関する疫学調査だけでなく、末梢血サンプルによって一連の生化学的・免疫学的マーカーを測定し、DNAバンクも作成した。コホート研究対象者8,552名を9年間にわたり追跡調査しており、今年度は以下の研究結果を得た。1.コホート研究により、緑茶飲用によるがん予防効果が示された。a)全がん罹患者の平均罹患年齢は、緑茶の摂取量が多い群ほど高くなる。特に女性で顕著であった。b)女性の全がんの年齢階級別罹患率をみると、緑茶の多量摂取群の罹患率は、85才未満で他群より低く、加齢による罹患率増加が、約10年遅れていた。c)女性の全がんの年齢訂正罹患率は、緑茶摂取量の多い群が他の群より40%低かった。なお、男性では緑茶摂取量と喫煙率・喫煙量の正の相関が観察されたため、非喫煙者について年齢訂正罹患率をみると、女性と同様の罹患率の減少が観察された。d)緑茶の多量摂取群のがん相対危険を、他の因子の影響を考慮して算出した。緑茶の多量摂取によるリスクの低下は、女性は0.64、男性は0.83であった。2.コホートDNAを対照とした肺癌の患者対照研究において、間接喫煙による肺癌の発生における薬物代謝酵素遺伝子CYP1A1遺伝子多型の関与、および活性代謝産物の解毒に関与するGST1の遺伝子多型と血縁癌歴との関連が示唆された。
２関節拮抗駆動回転機で再現する脚歩行のための高速高精度位置力同時制御

脚歩行機構は、人間の生活環境の中で動作する補助ロボットの移動手段としてその応用が期待されている。本研究では、新たに2関節拮抗駆動回転機を用いて脚機構モデルを作成し、その蹴り足動作、着地動作等の力・位置同時制御系をより高精度に構築し、動力学シミュレーション及び実験から提案手法の可能性を評価するとともに、有効性を確立する。蹴り足動作では、2関節拮抗駆動回転機の動作特性を活かして、スリップ抑制と蹴り足力制御の両立を行なった。また、着地動作時においては、自重を支えつつ本体を自由にモーション制御するために必要な動力学を考慮した位置力同時制御手法を提案し、その有効性を実験により確認した。平成26年度においては、2関節拮抗駆動回転機を応用した脚機構ロボットシステムを用いて、「2関節拮抗駆動回転機による脚機構の蹴り出し力・方向制御手法の確立」と「2関節拮抗駆動回転機の設計及びモデルパラメータ取得方法確立」を行った。まず、脚機構の蹴り出し力・方向制御手法については、2関節拮抗駆動回転機の出力軸特性に基づいて、蹴り出し力アクチュエータと、方向制御アクチュエータの役割を分担し、蹴り出し方向を維持しつつ、蹴り出しの動作を可能とする2自由度制御系を開発し、実機実験によりその有効性を確認した。開発した蹴り出し力制御系は、蹴り出し足のスリップを抑制しながら歩行するために使用することが可能であり、次年度の計画へ向けた基礎とできる制御系となった。本提案に関して、学会発表2件を行った。次に、2関節拮抗駆動回転機の設計及びモデルパラメータ取得方法については、関節アクチュエータへの適用を前提として、簡単な駆動実験装置を作成し、その装置の特性を測定した。本研究で仮定する特性は、非線形の摩擦と伝達損失であり、これらの補償を行う制御法を併せて提案し、実験によりその有効性を確認した。本提案に関して、学会発表を4件行った。生物の筋骨格構造では,一関節のみを駆動させる単関節筋と,二つの関節に跨って両関節を同時駆動させる二関節筋があり,二関節筋の駆動にて床反力方向に力を出力する。そのため,自立時に床反力方向へ大きな力を要する四脚ロボットにおいて,二関節筋は優位であると考えられる。しかしながら,二関節同時駆動機構を用いることにより,関節の出力に対してトルクの入力が冗長となり,トルクを分配する必要がある。現在,二関節同時駆動機構を備えたロボットにおいて,様々な力の出力の実現が試みられているが,二関節同時駆動ロボットの研究においてはトルク伝達損失における先端力のずれの検討は殆ど行われていない。本研究では二関節同時駆動機構を持つ四脚ロボットにて,自重負荷に適したトルク分配,並びに自重負荷補償に適した伝達トルク補償法を提案する。まず,二関節同時駆動機構の関節トルク入力は冗長であるため,自重負荷を考慮したトルク分配制御にて実現する。次に,二関節同時駆動機構において伝達機構による損失を補償する制御法を提案する。まず,二関節同時駆動機構を実現する遊星歯車機構は,ギア間の摩擦により脚先端の力出力に指令値とのずれが生じる。このずれを抑制するように2つの関節モータを駆動し,各関節トルクを補償し,脚先端の力を制御する方法を提案する。目的の動作時に外部から各関節に加わる力を推定し,伝達損失により発生するトルクを補償する。以上により本研究では,二関節同時駆動機構を持つ四脚ロボットにおいて,四脚ロボットの動力学と遊星歯車の伝達損失を考慮した自重負荷補償法を提案した。そして,その効果を実機実験にて確認し,二関節同時駆動機構を持つ四脚ロボットにおいて,脚先の力出力補正を実現することができた。26年度までの研究成果を更に進め、2年間での研究目的のうち、27年度においては「2関節同時駆動回転機を持つ脚歩行実験装置への拡張と高精度位置力時制御手法の確立」を終えた。この成果は、28年度に本研究課題の大きな目標である2脚歩行実験装置への拡張を目指す上で、大変重要な成果となっている。この成果を利用することで、28年度において所期の研究目標を達成できるものと考えている。人間や動物等の脚移動機構における筋骨格構造が持つ優位性は計り知れない。しかしながら現実的な筋骨格機構をもつロボットの開発には多くの問題点が残っている。特に関節に要求されるトルク出力特性と脚先端における力制御性が大きな問題として知られている。本研究課題では筋骨格機構の特徴をもつ2関節拮抗駆動回転機を用いて脚移動装置を構成することで、歩行脚としてのトルク出力特性と脚先端力制御性を改善し、2関節拮抗駆動方式によって全く新しい動作が可能なより高精度な力位置制御システムの構築を目指す。最終年度となる本年度においては、本研究の目的とする2関節拮抗駆動装置における力位置同時制御を実現するための、トルク分配・補償のための制御機構と歩行モーションの生成について研究を行い、歩行脚制御における脚機構協調モーション実現のための基礎的手法を確立した。具体的には、力位置同時制御を実現するトルク分配・補償のための制御機構により位置を保持した状態での先端の力出力分布の面積を2.59%拡大,力指令値に92.17 %まで追従できることを確認し、脚機構強調モーション実現のためのリンクモデルとその予測計算により、補講を行うための蹴り出し時間を10%以内の誤差で推定しつつ蹴り出しモーションの切り替えができることを確認した。これらの実績は、全て2関節拮抗駆動方式の実験装置により確認した。本研究成果を通して、力測定及び力位置同時制御に関する手法を確立できた。

脚歩行機構は、人間の生活環境の中で動作する補助ロボットの移動手段としてその応用が期待されている。本研究では、新たに2関節拮抗駆動回転機を用いて脚機構モデルを作成し、その蹴り足動作、着地動作等の力・位置同時制御系をより高精度に構築し、動力学シミュレーション及び実験から提案手法の可能性を評価するとともに、有効性を確立する。蹴り足動作では、2関節拮抗駆動回転機の動作特性を活かして、スリップ抑制と蹴り足力制御の両立を行なった。また、着地動作時においては、自重を支えつつ本体を自由にモーション制御するために必要な動力学を考慮した位置力同時制御手法を提案し、その有効性を実験により確認した。当初の研究計画に沿って、順調に研究開発が進んでいる。実験装置の準備及び制御理論の確立において、大きな問題が発生しなかったことで、計画に沿った開発ができたものと考えている。現時点において、実験に利用する2脚歩行ロボットの基本設計と使用部材の準備を進めており、今年度前半においてそれを実現できると考えている。これまでの研究成果を織り込むことで、実験及び検証を進めていく。工学本研究課題は、27年度に向けて当初の予定通りに研究を進めていく。現在、2脚歩行実験装置の実現に向けて注力しており、制御手法の確立に主眼を置いている。また、同時に高精度位置・力制御の実現に向けた、モデルベースでの非線形補償などを踏まえた、核となる制御手法の立ち上げを行っている。購入を予定ししていた力センサについて、機械装置の再設計が遅れ、仕様の決定が遅くなってしまい、年度をまたいだ納品となってしまう事になったため、やむおえず次年度の使用額が発生した。本年度当初予定していた人件費が、研究遂行上不要となったため、計画を変更した。一方、旅費が当初予定額を超過したため、差額分を差し引いた金額が次年度使用額として生じた本年度においては、センサ及び関係部品の購入に充てる。次年度使用額については、当初予定していた、人件費として使用する計画としてる。\1000/人時として、20人時予定する。
読みやすさを決める文字の空間配置

文字を読みやすくする空間配置を調べるために2つの問題を設定した。一番目は、文字認知に縦と横の配置はどのように影響するかであった。日本語は縦書きも横書きもでき、多くの印刷物にもそのどちらかが使われている。実験により、文字を読む視野の大きさを推定したところ、縦書きより横書きのほうが視野は大きかった。この傾向は、米国人でも日本人でも同様であった。二番目に、縦書きと横書きの読みやすさを、読みの速さを指標として調べた。縦書きと横書きに、読みの速さに違いはなかった。さらに「書の文字の美しさ」を研究課題に加えた。書の点画構成による美的効果を測定する尺度を開発し、実際の書の評価を実施した。H24年度は、文字の垂直提示と水平提示を比較して、どちらが読みやすいかを調べる実験を1つと文字の空間的特徴を変形した書の美的効果の調査実験を2つ実施した。水平垂直提示実験は、University of MinnesotaのG.E.Leggeとの共同研究であるが、現在結果を分析中である。書の美的効果は、平田光彦(岩手大学准教授)との共同研究である。文字の垂直水平提示の実験は、文字の読みやすさに及ぼす空間配置要因のうち垂直方向と水平方向の配列の効果を調べることを目的とした。この実験は、日本で近年伝統的な縦書き配置よりも横書き配置が増えつつあるが、実際はどちらが読みやすいのかという問題にアプローチしたものである。読みの習慣が読みやすさに影響する可能性も考慮された。結果は、日本人は、アメリカ人と同じく横書きの方が多少読みやすく、この傾向はひらがなも英語のアルファベットでも同じであることが判った。書の美的効果の研究は、文字の空間特性のひとつとして書における辺と角の長さが美的印象に与える影響を調べたものである。書道で美しい書といわれる文字の辺と角に注目して、「均整美」「開放性」「力動性」の3因子からなる評定尺度を作成して、実証的に文字の美的印象を検証した。書の美的効果は、2つとも学会誌に発表された。1.日本官能評価学会誌, 17,1,21-28. 2013.文字造型の感性評価1。2.書写書道教育研究,27,50-57,2012.文字造形の感性評価2。以上に加えて、読みにおける心理的負担を測定する方法として、脈波測定による自律神経系の活動状態をモニターする方法の適用可能性を検討するとともに、近赤外光イメージング装置(functional NIRS)による脳活動の測定法を適用することを検討した。まだ形になる実績は出ていない。最終年度には、第1に縦書きと横書きの読みやすさの実験データを追加し、解析を実施した。読みやすさの指標として、文字に対する視野の大きさ(visual span)を使った。視野の大きさからみて、縦書きよりも横書きが読みやすいことが確認された。また、この傾向はアルファベット圏(欧米)に限らず日本人でも同様であることが確認された。研究成果は、研究会(電子情報通信学会研究会)で発表された。第2に文字のcrowding効果を調べた。crowding効果とは、文字同士が空間的に接近して置かれたときに、間に挟まれた文字の認知が低下する現象である。アルファベット文字を使い、視野の中心からすこし外れたところに提示された3文字の中央の文字を検出する課題を、日本人とアルファベット言語を母国語とする学生で実施した。日本人とアルファベット言語を母国語とする学生間で、crowding効果に違いはなかった。普段読みなれている文字の解像度(空間周波数)が、crowding効果に影響するという仮説は支持されなかった。第3に縦書きと横書きの読みやすさを調べた。読みの速さからみると縦書きと横書きに読みやすさの違いはなかった。研究12年目は、「書の文字の美しさ」を研究に加えた。書の点画構成による美的効果を測定する尺度を開発した。均整美、活動性、力量性の特性が見出された。対象に月と折の文字を使い、標準文字と特定の画の長さや角度を変形させた文字を比較したところ、均整美と活動性の評価において、標準文字の評価が高かった。2番目に、「左右の払いに関わる点画構成」が与える美的印象を測定し、「払い」については、装飾画である払いを強調し、顕在化する構成が、均整美の評価を上げることが分かった。払い(しんにょう)を短くする構成は、均整美とともに開放性や力量性の評価を下げた。(「書の文字の美しさ」は平田光彦との共同研究)文字を読みやすくする空間配置を調べるために2つの問題を設定した。

読みやすい日本語の文章を文字表記の視覚的特性から調べることが本研究の目的である。特に文字の空間的配列に重点を置き、主観的な読みやすさの評定と客観的測度を調べることが研究の特徴である。2011年度は、3つの側面から研究を進めた。1つ目は、客観的測度として自律神経系における交感神経系と副交感神経系の活性化の程度を読書課題時に測定する方法を開発した。これは岩手大学教育学部教授の井上祥史が開発した近赤外線使用モニター装置を使って行われた。音読による心理的負担を調べたが、容易に読める大きさの文字では35分程度では、負担は軽いことが確かめられた。計測はリアルタイムで実行できるが、データ処理の簡略化にまだ解決すべき問題がある。2つ目は、実験に使用するコンピュータとソフトウェアーのシステムに「日本語の文章を提示する」プログラムを準備した。MATLABとPsychtoolboxを使うシステムであり、文字の空間配置の条件を高精度で統制できるため、2012年度中にコンピュータ画面に日本語の文章をさまざまに空間配置で提示して読みの速さと読みやすさを計測する実験が可能となった。3つ目に、書道の文字の美しさ官能評価の手法を用いて調べる研究を行った。日本と中国に伝統的に伝えられ、現在も義務教育で教えられている書道の文字(字体)に関して官能評価の手法を用いた研究はほとんどない。書道で「美しい」と言われる字体について、その評価方法を検討し、35の質問項目を使い実際に3つの特性を数量化する尺度を作成した。この研究には岩手大学教育学部准教授の平田光彦(書道教員)が研究協力者として参加している。現在研究論文を準備中である。その他、文献研究により、文字の読みやすさ、読字障害などについて研究を進めた。理由1:2012年、2013年ともに酷暑が続いた。大学の方針により研究室に空調設備を設置できないため、夏の7月9月は実質的に研究の続行が不可能であった。加えて、暑さで体調を崩し、回復するのに10月末までかかった。合計すると67か月分の遅れが生じた。理由2:当初計画になかったfunctional NIRSを加えようとしたため、努力の配分が予定と異なり読みの実験に向ける努力がやや少なかった。(反省している。)理由3:当初計画になかった書道の研究を含めたため、努力の配分が予定と異なった。しかし、予定外の研究成果も上がった。2011年度は、実験を準備することが目標であった。この目標の達成度は十分ではなかった(7割かたの達成)。その理由は3つある。1つは、東日本大震災の影響で、大学の教育スケジュールが2011年度の前期と夏季に変更されため、7月と8月の授業関連の負担が増大した。その結果研究に割り当てる時間が削減された。2つ目は、2011年の初夏から日本全土を襲った節電の波である。岩手大学では、空調設備の使用に制限が課されたため(岩手大学教育学部では前年度比で約28%の過剰な電力消費削減を達成した。当然ながら研究環境は悪かった。室温の記録があります。)、私の研究室と実験室は、気温が30度以上が通常状態状態となり研究室における研究が不可能になった(30度以上はコンピュータの運転条件を満たさない)。3つ目は、上記の結果研究代表者は、夏の暑さのため6月末から10月半ばまで体調不良となり、十分研究活動ができなかった。まず文字の空間配置に関して、縦横の方向の問題を解決する。
スケーラブルで高性能な帰納論理プログラミングシステムの開発

(1)これまでのILPシステムにおける仮説探索アルゴリズムに遺伝的アルゴリズムの考えを導入し、分類精度の高い学習システムを構築した。未知事例の予測精度の高い解は、必ずしも訓練事例で一番正解率の高い解ではなく、訓練事例である程度の正解率を達成している局所解のうちのいずれかと予想される。共生進化の多様性から得られる複数の解候補が予測精度の向上に寄与すると考えに基づき、共生進化に基づくILPの未知事例分類法を提案した。(2)ILPシステムへの入力として与えられる背景知識の一部を自動的に求め、これを繰り返すことで、背景知識の斬新的な構成法を提案した。これまでに背景知識の斬新的な構成に関して、実験コストを削減することを基準とした研究が行われてきた。これは学習精度の向上には寄与しない。これに対して、本方法は発想推論を援用することで、仮説の導出に直接・間接的に関わる背景知識の一部を自動的に求めることが可能であり、学習精度の向上に寄与するものである。本方法を未知事例がどのクラスに分類されるかという分類問題(特に、突然変異性であるかどうかを同定するILPの標準問題)に適用した結果、非常に少ない背景知識からでも高い予測精度を実現することに成功した。(3)ILPのもう一つの新しい方法論として、誤分類の予測と修正という研究を行った。ここでいう誤分類とは、エキスパートシステムのような経験的知識を使って分類する場合の分類先の誤りのことをいう。一般に、エキスパートシステムは専門家並みの診断や分類を行うが、その精度は100%ではありえない。本研究は、こうした点に関して,エキスパートシステムの誤分類をサポートする目的で、誤分類を事前に予測し、正しく修正するためのルールを誤分類のサンプルから生成するものである。本方法を英単語の品詞タグ付け問題に応用したところ、この問題に対して現在利用されているBrillのタグ付けシステムよりも精度の高い分類結果が得られた。帰納論理プログラミング(ILP)の高性能化を実現するために、今年度はILPの予測精度の向上を目指したILPエンジンの開発を行った。まず、現在最も高性能と言われるILPシステムProgolのアルゴリズムをベースにしたものを独自に開発し、深さ優先、幅優先、最良優先といったさまざまな探索方法を取り入れた。その中で、遺伝的アルゴリズムをベースにした新しい探索方法を提案した。この方法は共生進化と呼ばれる遺伝的アルゴリズムの一モデルを用い、その特徴である解の多様性を利用することで、ILPの仮説を複数求めるものである。各々の仮説は予測の際に独立に適用されるが、仮説ごとの適用結果はすべて集められ投票によって最も頻度の高い適用結果(すなわち、多数決の結果)が複数仮説の適用結果として採用される。これを未知事例がどのクラスに分類されるかという分類問題(特に、突然変異性であるかどうかを同定するILPの標準問題)に適用した結果、これまでの研究結果を大幅に越える予測精度を達成することに成功した。この成果は人工知能学会論文誌に記載されている。次に、ILPを大規模な問題に適用するために、大量テキストデータからの情報検索を行った。この試みは自然言語で与えられた質問応答文を入力すると、この答えをテキストデータから抽出するというもので、情報検索の中では難度の高い問題である。本研究では、質問応答の文例と回答を答え方の事例として与え、それをILPのサンプル入力として答え方のルールベースを事前に生成し、そのルールベースを使って新規の質問応答問題に回答するという方法を提案した。こうしたルールベースは従来人手によって行われたが、本研究ではこ自動化することができ、領域に依存しない汎用な方法として注目を集めた。この成果は情報検索の国際会議にて発表した。

帰納論理プログラミング(ILP)の高性能化を実現するために、今年度はこれまでにない新しいILPの方法論を開発した。具体的には、ILPシステムへの入力として与えられる背景知識を必要十分に用意することはできないという問題を解決するために、学習精度の向上に必要な背景知識の一部を自動的に求め、これを繰り返すことで、背景知識の漸増的な構成法を提案した。これまでに背景知識の漸増的な構成に関して、実験コストを削減することを基準とした研究が行われてきた。これは学習精度の向上には寄与しない。これに対して、本方法は発想推論を援用することで、仮説の導出に直接・間接的に関わる背景知識の一部を自動的に求めることが可能であり、学習精度の向上に寄与するものである。本方法を未知事例がどのクラスに分類されるかという分類問題(特に、突然変異性であるかどうかを同定するILPの標準問題)に適用した結果、非常に少ない背景知識からでも高い予測精度を実現することに成功した。この成果は、第13回ILP国際会議Short Presentation論文集に掲載されている。次に、ILPのもう一つの新しい方法論として、誤分類の予測と修正という研究を行った。ここでいう誤分類とは、エキスパートシステムのような経験的知識を使って分類する場合の分類先の誤りのことをいう。一般に、エキスパートシステムは専門家並みの診断や分類を行うが、その精度は100%ではありえない。本研究は、こうした点に関して、エキスパートシステムの誤分類をサポートする目的で、誤分類を事前に予測し、正しく修正するためのルールを誤分類のサンプルから生成するものである。このような研究は、これまでのILP研究にはまったくないもので、非常に独創性が高い。本方法を英単語の品詞タグ付け問題に応用したところ、この問題に対して現在利用されているBrillのタグ付けシステムよりも精度の高い分類結果を得ることができた。具体的には、Brillのタグ付けシステムは95%の高精度を達成しているが、Brillのシステムの誤分類予測・修正を行った結果、96%の精度が得られた。世界最高峰であるBrillのシステムを1%でも上回ることは本方法の有効性を実証している。この成果も第13回ILP国際会議Short Presentation論文集に掲載されている。帰納論理プログラミング(ILP)の高性能化を実現するために,今年度は昨年度開発したILP方法論を改良した.具体的には,昨年度開発したILPを用いて分類システムの誤分類を検出し修正する方法を基にして,本手法の効果がより発揮されるよう2クラス分類周題を対象とした方法に変更した.2クラス分類問題を対象にしたことによって,本手法を用いて分類精度を向上させるための条件を理論的に導くことに成功した.本研究で導出した定理により誤分類検出及び誤分類修正の適合率(precision)が50%以上であれば本手法適用後の分類精度(accuracy)が元の分類精度以上となることが明らかとなり,本手法の有効性を理論的に示すことができた.